1 3282 1 h ., La présente invention concerne un dispositif de positionnement et d'enlèvement à distance d'un ensemble de lignes flexibles, sur une installation sous-marine reposant au fond, à partir d'une installation principale de surface.
:, , .
Cette invention peut être notamment appliquée au domaine de la production d'effluents pétroliers, en mer polaire dans des régions soumises au passage d'icebergs susceptibles de racler le sol marin et dans des régions soumises aux conditions météorologiques très sévères (vent de 150 km/h, vagues atteignant 30 mètres), lorsqu'il s'agit d'évacuer rapidement d'une zone critique une installation principale de surface, telle une plate-forme de traitement, qui est couplée à une base de fond par des lignes flexibles, l'évacuation s'effectuant en laissant sur place uniquement la ou les installations de fond.
La présente invention propose un dispositif résolvant ce problème.
. -Selon la présente invention, il est prévu un dispositif de positionnement et d'enlèvement rapide d'un ensemble de lignes dépourvues de tout moyen de connexion propre, ledit dispositif permettant la connexion desdites lignes ;
dépourvues de tout moyen de connexion propre à des ' éléments solidaires d'une base et étant caractérisé en ce qu'il comporte une structure comprenant plusieurs guides, -~
chacun desdits guides comportant des moyens de retenue coopérant avec une extrémité d'une desdites lignes de facon à assurer son maintien à ladite structure, et des moyens de positionnement permettant de rapprocher ladite ,.: i3 . -:
,~k ~
., ~ , .. 1 3282 1 h ., The present invention relates to a device for remote positioning and removal of an assembly flexible lines, on an underwater installation resting at the bottom, from a main installation of surface.
:,,.
This invention can be applied in particular to the field production of petroleum effluents in the polar sea in regions subject to the passage of icebergs likely to scrape the seabed and in areas subject to very severe weather conditions (wind of 150 km / h, waves reaching 30 meters), when it comes to quickly evacuating from a critical area a main surface installation, such as a processing platform, which is coupled to a base of bottom by flexible lines, evacuation taking place leaving only the facility (s) on site background.
The present invention provides a device solving this problem.
. -According to the present invention, there is provided a device positioning and quick removal of a set of lines devoid of any own means of connection, said device allowing the connection of said lines;
devoid of any means of connection specific to '' elements integral with a base and being characterized in that that it comprises a structure comprising several guides, - ~
each of said guides comprising retaining means cooperating with one end of one of said lines of in order to ensure its maintenance to said structure, and positioning means for bringing said ,.: i3. -:
, ~ k ~
., ~, ..
- 2 -` , structure des éléments solidaires de ladite base et de la positionner par rapport à eux.
Cette structure pourra comporter au moins un guide auxiliaire coopérant avec une extrémité de ligne dè
commande, un connecteur solidaire dudit dispositif coopérant avec ladite extrémité de ligne de commande pour assurer la connexion, des moyens de retenue de ladite ligne dans ledit guide et des moyens de verrouillage de ladite ligne sur ladite structure. ~ ;
Les moyens de retenue pourront être automatiques, de même qu'ils pourront être amovibles de manière à libérer la ligne.
Les guides de lignes pourront comporter chacun des moyens de connexion entre ladite extrémité de ligne et la ligne de commande.
.
Le dispositif pourra comporter des moyens de blocage adaptés ~ empêcher ladite ligne de traverser de part en part ledit guide.
De preférence, le guide comporte au moins deux ouvertures dont une première permettant d'introduire ladite extrémité de la ligne dans ladite conduite, lesdits moyens de blocage, tels qu'un anneau d'arrêt, sont disposés dans l'ouverture dudit guide opposée ~ la première ouverture.
Les moyens de blocage pourront prendre leur activité au-delà d'un certain seuil de contrainte prédéterminé, tel un anneau cisaillable.
. :,9 j :~
:'. , ' . . : ' .. ' ' '~ ~' , ' '' ~ , , - 2a -132~216 Le dispositif pourra comporter un câble de levage t et au moins à chacune de ses extrémités, un pivot dont une partie fixe est solidaire dudit dispositif et une partie tournante liée à une extrémité inférieure d'un câble de levage, lesdits pivots ayant un même axe de pivotement.
Le positionnement et le verrouillage dudit dispositif pourront être assurés par au moins un ensemble de - ':
, ~: . . . - 2 -`, structure of the elements integral with said base and the position in relation to them.
This structure may include at least one guide auxiliary cooperating with one end of line control, a connector integral with said device cooperating with said command line end for ensuring the connection, means for retaining said line in said guide and locking means of said line on said structure. ~;
The means of restraint may be automatic, likewise that they can be removable so as to release the line.
The line guides may each include means of connection between said line end and the line control.
.
The device may include blocking means adapted ~ prevent said line from crossing right through said guide said.
Preferably, the guide has at least two openings including a first allowing to introduce said end of the line in said pipe, said blocking means, such as a stop ring, are arranged in the opening of said opposite guide ~ the first opening.
The blocking means can take their activity beyond a certain predetermined constraint threshold, such a shearable ring.
. :, 9 d : ~
: '. , '. . : '..'' '~ ~', '''~,, - 2a -132 ~ 216 The device may include a lifting cable t and at less at each of its ends, a pivot including one fixed part is integral with said device and a part rotating linked to a lower end of a cable lifting, said pivots having the same pivot axis.
The positioning and locking of said device may be insured by at least one set of - ':
, ~:. . .
3 --guidage et d'immobilisation comportant des poteaux-guides coopérant avec des cheminées.
Le dispositif selon l'invention pourra comporter des moyens de levage, tels des pieds actionnés par des vérins, adaptes à séparer ledit dispositif de ladite base et eventuellement à séparer lesdites extremités desdites lignes dudit element de connexion cooperant avec ces dernières.
Le dispositif selon l'invention pourra comporter des amortisseurs adaptes à amortir le choc lors de la descente dudit dispositif sur ladite base.
L'invention est illustrée par les figures annexées où :
- la figure 1 schématise une installation sous-marine de production pétrolière au cours du montage d'une barrette, - la figure 2 represente une base sous-marine avec une barrette et une vue en éclate d'un guide, - la figure 3 montre une barrette en cours de pose sur une base dans la phase de descente, - la figure 4 illustre cette barrette en cours de pose dans la position finale inclinée, - la figure 5 représente en section une ligne flexible en cours de montage sur une base durant la phase d'amarrage de cette ligne, - la figure 6 montre en section une ligne flexible en cours de montage sur une base durant la phase de verrouillage de celle-ci, - la figure 6A détaille en section, le dispositif de verrouillage de _ 4 _ 1328216 la canne de commande, - la figure 7 schématise la configuration de la ligne flexible entre les installations de fond et de surface, dans diverses positions de travail, - la figure 8 montre la configuration générale du dispositif de production lors de la déconnexion du fond, - la figure 9 illustre la configuration generale du dispositif de production après déconnexion du fond, et - la figure 10 représente la configuration générale du dispositif de production au cours de la reconnexion.
Sur la f;gure 1, la reférence 1 est relative a la base sous-marine.
Cette base permet d'effectuer la liaison entre les lignes flexibles provenant de l'installation principale de surface et des lignes de fond 2, en général rigides, provenant des différentes têtes de puits.
En raison des risques de raclage des icebergs, la base, les lignes de fond, les têtes de puits peuvent être enfouis dans le sol pour ne pas être endommagées.
Les dimensions d'une telle base peuvent être par exemple de 45 X 25 X 9 m et son poids une fois ballastee, atteindre 2.500 tonnes.
Les extrémités des lignes de fond aboutissent à des manchons 3 qui se connecteront avec les extremités des lignes flexibles. Ces extrémites seront positionnees par des guides 4 placés sur une barrette 5, cette barrette est montree au cours de sa descente vers la base (Fig. 1).
La barrette, qui peut peser 200 tonnes, a par exemple, comme représentée, une forme allongée comportant des guides 4 pour les lignes flexibles, lesquels guides débouchent sur le dessus de la :
:- - . - , ~ 5 - 1328216 barrette pour permettre l'introduction des lignes Flexibles et présentent à leurs parties inferieures des sections suffisantes pour autoriser le passage des manchon 3 afin de permettre la connexion des lignes fLexibles avec les manchons 3 avec lesquels elles coopèrent.
Par ailleurs, ces sections pourront être suffisamment lim;tées pour permettre, lors de l'enlèvement de la barrette 5, de retenir les flexibles et éventuellement de les extraire des manchons avec lesquels elles sont connectees.
La barrette est maintenue au cours de sa descente vers la base par des moyens de suspension tels deux élements de suspension, tels deux câbles 6 disposés a chacune des extrémites les plus éloignees. Ces câbles 6 sont fixes sur la barrette 5 par l'intermediaire de deux pivots 7 qui comportent aussi des moyens de guidage verticaux de la ' descente, tels des lignes-guides verticales 8 autour desquelles coulissent des fourreaux 9, ces lignes-guides peuvent être montees aux sommets de poteaux-guides 10 assurant le positionnement final de la barrette 5 sur la base.
Les pivots 7 ont pour fonction de permettre des variations angulaires de la barrette autour de l'axe passant par les pivots 7 au cours de sa descente et de son positionnement sur la base 1. L'axe des pivots est correctement situe par rapport au centre de gravite de la barrette de manière à ne pas produire un mauvais positionnement de celle-ci sur la base 1.
La figure 2 represente une base sous-marine 20 comportant une autre barrette 21, ladite barrette étant positionnée sur la base 20 par les poteaux-guides 22. La descente de la barrette vers les poteaux-guides 22 s'effectue grâce à deux lignes-guides 23 autour desquelles coulissent deux fourreaux 24 places sur des pivots 25 à chacune des extremités de la barrette.
La barrette est soutenue au niveau des fourreaux 24 par deux éléments .
" 1328216 de suspension tels des cables 26. La barret~e 21 comporte plusieurs guides 27 d'extrémité de lignes flexibles dont un est montre en vue éclatee sur la figure 2. Ces guides 27 comportent des moyens de retenue 28 des extrém;tés des lignes avec lesquels elles coopèrent, tels trois chiens auto-verrouillables disposés à 120 les uns des autres dans un meme plan. Le guide 27 peut comporter à sa partie superieure un cone receptacle de centrage 29.
La figure 3 est une ;llustration de la position une Fois descendue d'une barrette 30 au cours de sa pose inclinee sur une base 31. La barrette est descendue vers la base gr3ce à des moyens de guidage verticaux, tels deux lignes-guides 32 montées à l'extremite de deux poteaux-guides 33, lesdites lignes-guides et lesdits guides cooperant tour à tour avec deux cones ouvrables 34 depuis le moment où la barrette est en position relevée jusqu'au moment où elle est dans une position descendue où les cones 34 s'ouvrent. Ces cones ouvrables pourront etre actionnés par des vérins 39.
Au cours de sa descente vers la base, la barrette est soutenue par des moyens suffisants, tels deux cables 48, chacun monté sur un pivot 49 à
chacune des extrémités de la barrette de manière à permettre une rotation de la barrette autour de l'axe des pivots.
Les lignes-guides 32 pourront etre fixées sur des poteaux-guides 33, au moyen de plongeurs autonomes, de sous-marins habites ou de sous-marins telecommandés, avec un dispositif de connexion de lignes déconnectables tel que celui décrit dans le brevet FR-A-2.497.899.
Pour la mise en place des lignes-guides sur les poteaux-guides, on peut d'abord placer a la partie supérieure du poteau-guide un bicone de centrage fendu que l'on retirera par sa fente une fois la ligne posée.
Les poteaux 33 pourront etre solidaires de la base alors que les :, ... .. - : :
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_ 7 1328216 lignes, qui sont tendues avec une installation de surface~ sont placees au moment de la descente de la barrette et retirees grâce à un outil de déconnexion tel celui décrit dans le brevet FR-A-2.525.682.
La barrette comporte aussi, enjambant dans un plan sensiblement horizontal les lignes ou les poteaux-guides, deux fourchettes 36 permettant, une fois les cônes ouvrables 34 ouverts, que la barrette admette un certain déplacement transversal dans le sens de l'axe des fourchettes 36 tout en étant longitudinalement positionnée.
.. ..
La barrette comporte à sa partie inférieure des moyens de levage constitués d'au moins quatre pieds, dont deux sont visibles 37, 38 suivant la vue de la figure. Ces deux pieds~ montrés en position sortie, permettent à la fois d'abaisser la barrette lorsque l'on veut l'immobiliser sur la base et d'autre part le levage de celle-ci lorsque l'on veut produire son enlèvement de la base. La mobilite des pieds, pourra être assurée par des vérins places dans chacun des pieds. ;
Ces verins de pieds et les vérins 39 d'ouvertures des cônes ouvrables pourront être commandés depuis la surface par une ligne ombilicale, par exemple maintenue avec l'un des câbles de suspension et fixee à la barrette. De tels moyens de commandes ne sont pas représentes pour une plus grande clarté des figures.
Sous chacun des pieds est disposé un amortisseur 40 permettant d'atténuer le choc de la descente de la barrette lors de sa rencontre avec la base. Les pieds 37 et 38 pourront comporter des galets 41 qui -pourront coopérer avec une surface inclinee 42 permettant de produire, une fois le cône 34 ouvert, le basculement de la barrette vers une position inclinee. Sur la figure 3, les galets sont places de telle manière qu'il coopèrent avec la surface inclinée après que les amortisseurs aient assuré leur fonction d'ammortissement.
.
La figure 4 représente, après basculement et descente, la barrette 21.
Dans le mode de realisation représenté sur cette figure, le basculement a lieu avant la descente. Cette dernière peut être realisee par le retrait des pieds 37 et 38.
Des moyens de gu dage et de verrouillage, tels des poteaux-guides 43 et 44 cooperant respectivement avec des cheminées 45 et 46 permettront d'assurer le pos;t;onnement et le verrouillage de la barrette dans sa position finale.
Sur la figure les poteaux-guides 43 et 44 sont d';négales longueurs pour permettre de produire une immobilisation efficace de la barrette avec un abaissement relativement faible de celle-ci.
: :' ~'-La référence 47 (Fig. 3) est relative au manchon d'extrémité de ligne de fond qui coopère avec une extrémité de ligne flexible pour assurer -~
la connexion. Le manchon 47 comporte deux ergots permettant un positionnement correct de l'extremite de la l;gne flexible relativement au manchon. L'extremité de la ligne` flexible est positionnee grâce à un guide 27 (Fig. 2) avec lequel elle coopère pour realiser son amarrage à la barrette, sa connexion au manchon 47 ainsi que son verrouillage sur le manchon.
Dans le mode de réalisation decrit, l'incl;na;son des poteaux-guides de verrouillage 43 et 44 ainsi que celle des manchons sont identiques et correspondent à l'inclinaison que l'on veut donner a l'extrémité du -~
flexible une fois connecté au manchon. Cette inclinaison est imposee notamment :
- par le choix de la configuration de la ligne flexible en forme de S, - par la profondeur d'eau~ ~ ;
- par le rayon de courbure minimum imposable au flexible, et - par le tirant d'eau de l'installation principale de surface.
A ~ . , :,. ~ ' . ~:
~328216 Un angle d'inclinaison de 18 avec la verticale satisfait l'exigence d'un faisceau usuel de flexibles de production par 90 m de fond dans une region aux conditions météorolog;ques difficiles.
La f;gure 4 ;llustre la barrette une fois immobilisée sur la base.
Cette position est obtenue par descente le long des lignes-guides 50 de la barrette jusqu'à son amortissement par les amortisseurs 40, le basculement par relachement des moyens de suspens;on 51, l'ouverture du cône de centrage permettant de prolonger le basculement par roulement des galets 41 (Fig. 4) sur la surface inclinée 52 jusqu'a la position inclinée, où le retrait des pieds par purge des vérins de levage et le guidage par les poteaux 53 et 54 produit le positionnement de la barrette sur la base 55.
Ce positionnement terminé, les lignes-guides 50 sont remontées en surface alors que les câbles de suspension 51 sont maintenus par des bouees reliées à l'installation de surface.
La figure 5 montre, après positionnement et eventuellement verrouillage de la barrette sur la base, la phase d'amarrage d'une premiere extrémité de lignes flexibles 60 sur la base, au moyen d'un premier outil 61 placé sur un chariot transbordeur 62 montées sur des guides solida;res de la base. La barrette 63 comporte une pluralite de guides 64 d'extremités de lignes flexibles 60. Ces guides sont munis de moyens de retenue de ladite ligne, tels des chiens auto-bloquants 65 libérables par act;onnement d'un vérin de déverrou;llage 66 situé
en dessous de chacun des chiens et dont la commande n'est pas figurée pour des raisons de clarté.
Juxtaposé au guide 64, est placé un prem;er elément 67 de connexion des lignes de commandes, telles des lignes hydrauliques, destinées à
commander differents éléments de la ligne flexible comme le verrouillage du connecteur 68 d'extrémite de flexible avec le manchon 47.
:: . , : , L'extrémite de la conduite flexible initialement en surface est descendue vers le guide au moyen d'une fourchette 70 ouvrable par des moyens appropriés, tels des vérins hydrauliques, et prenant prise sur un manchon 69 tournant autour de l'extrémité du flexible. Ce manchon 69 est immobilisé en translation sur l'extrémité par deux anneaux d'arrêt 71 et 72.
Le bras de guidage 73, qui maintient la fourchette 70, est descendue dans un tube fendu au moyen d'un cable 74 passant sur un renvoi, tel une poulie 75, avant de remonter à la surface ou il est tire. Le bras 73 coopère avec le tube fendu 76 afin de réaliser la fonction de guidage de la fourchette 70.
Une fois que l'extrémite du flexible a atteint la barrette, le bras de guidage 73 pénètre dans un tube fendu 76 par une embouchure en forme de cône tronqué par un plan incline relativement à l'axe du cone. La rainure du tube 76 est positionnee angulairement de manière à s'ouvrir sur le point le plus bas du bord libre du cône.
Un doigt de guidage 77, situé sur le bras 73, sous l'action de la traction exercée sur le câble 74, coopère avec les bords du cône pour atteindre le point le plus bas et s'engage dans la rainure du tube fendu 76 permettant alors de pos;t;onner correctement l'extremité du flexible dans son guide 64.
Prolongeant sa course dans le tube, le bras entra;ne plus profondement le flexible dans le guide pour assurer son amarrage grace aux moyens de retenue 65. Une fois la ligne amarrée, la fourchette est ouverte~
par exemple au moyen d'une commande hydraulique 79 depuis la surface, et le flexible relaché. Pour éviter un choc trop fort dû au relachement de la ligne, l'extrémité de ligne comporte des dispositifs amortisseurs 80.
Degagée du flexible, la fourchette 70 est remontée pour une autre ' . ., ~, . ~
., utilisation grâce au cable de relevage 81.
La poulie de renvoi 75 ains; que le tube fendu 76 sont tous deux placés sur le plateau inclinabLe 83 d'un chariot qui a éte préalablement descendu par des lignes-guides montées sur les postes de guidage 82. Le chariot est guide par des cones ouvrables 84 (Fig. 6) traverse par des lignes-guides et des poteaux-guides.
L'inclinaison du plateau est réalisée gr3ce au vérin 85 de manière à
ce que l'axe du tube fendu 76 et du guide 64 soient sensiblement parallèles. Le chariot est mobile sur des guides grace à des moyens appropriés.
Les guides peuvent se composer par exemple de rails courbés ou droits desservant plusieurs postes de travail. Le chariot 62 repose gr3ce à
deux rangées de galets 87 et 88 sur les rails 89 et 90. Le guidage horizontal du chariot est effectué par des galets d'axes verticaux enserrant les flancs 91 du rail 90. Certains de ces galets mus par des moteurs non représentés, peuvent assurer de plus les déplacements curvilignes du chariot gr3ce au serrage des galets sur les deux flancs opposés du rail qui produit un accroissement du coefficient de frottement entre eux et le rail.
Un troisième rail d'accr-ochage 92 permet en cooperant avec un système d'agrafage 93 solidaire du chariot, de maintenir ce chariot sur la base 20, de plus ce rail d'accrochage 92 et ce systeme d'agrafage 93 permettent d'immobiliser le chariot dans une position correspondant au(x) poste(s) de travail de ou des outils monte(s) sur le plateau 83.
Le système d'agrafage, composé d'au moins un couple de griffes montées sur articulations, emprisonne le rail sous l'action d'un verin commandé depuis la surface. Le chariot comporte en outre plusieurs pieds de pont 94 destinés à l'asseoir une fois qu'il a été remonte sur le pont d'une installation de surface.
` , . ~ . . I ' , ' ' . ' , : ~. ' . ' - 1z ~ 3282 1 6 La figure 6 montre, apres son amarrage dans le guide, la phase finale de connexion et de verrouillage du connecteur 101 au manchon 102 au moyen d'un deuxième outil 103 monte sur le chariot. Les fonctions de cet outil 103 sont d'abord d'indexer l'extremité de la ligne flexible avec le manchon 102, ensuite de produire le rapprochement de l'extremite du flexible 100 avec le manchon 102 d'extremité de ligne de fond de man;ere à réaliser l'engagement de l'un dans l'autre (i.e.
leur connexion), puis la connexion et le verrouillage sur la ligne flexible des l;gnes de commandes qui ag;ront entre autre sur le connecteur 101 pour assurer le verrouillage du flexible sur le ~
manchon. ~ -. ~ :
L'outil 103 devant realiser un serrage entre le manchon et le flexible 100, dont la tendance est de remonter du fait de sa flottabilite, par traction sur l'extremité du flexible 100, comporte a sa partie -~
supérieure une fourchette 105, prenant prise sur le manchon 106 libre en rotation et solidaire en translation du flexible grace à deux anneaux d'arret 107, et comporte a sa partie inférieure un doigt de réaction 108 pouvant pénetrer dans la base 109 pour assurer le serrage.
Le serrage entre le flexible 190 et le manchon 102 par l'intermédiaire du doigt 108 et de la fourchette 105 est produit au moyen du vérin 110 qui effectue le rapprochement du doigt et de la fourchette par coulissement de leurs supports respectifs l'un dans l'autre. Cet ensemble constitué de la fourchette 105 et du doigt 108 est positionné
selon l'axe de traction grâce aux galets 111 situés dans une rainure 112 parallèle audit axe.
La maniement de cet ensemble se fait de la meme manière que le dispositif de connexion à distance presente dans la demande de brevet - canadienne N~. 520,729 déposee.le 17 octobre 1986, ayant comme inventeur Yvon CASTEL.
L'enfourchement de l'ensemble est exécuté par une translation laterale ~, .
"~
~, .
,~
, - 13 - l 3 ~ 8 2 1 ~
par rapport à l'axe de traction de l'ensemble du port;que 113, dans lequel l'ensemble coulisse suivant l'axe de traction.
Le coulissement du portique 113 sur le plateau 114 est réalise au moyen du vérin 115, et guidé par des rainures placees dans le plateau 114 et coopérant avec des galets 116 dont les axes sont sol;daires du support. L'inclinaison du plateau ains; que le guidage et le mouvement du chariot sont réalisés comme dans la description illustrée par la f;gure 5.
Une fois que la fourchette 105 et le doigt 108 ont été positionnes sur le flexible et dans la base, un moteur 117, tel un moteur hydraulique, produit l'indexation du flexible par un jeu d'engrenages comportant un pignon moteur 118, un pignon intermédia;re 119 et une couronne 120 solidaire du flexible.
La position correcte est par exemple signifiée par une cle d'indexation 121 comprenant un pion coopérant avec une gorge, laquelle clé est placée en concordance avec les ergots d'indexations placés sur la partie supérieure du mandrin 102.
'~
Des moyens de controle tels une caméra de télévision ou des capteurs de position ou de proximite permettent de suivre la phase d'indexation.
L'indexation realisée, on produit le rapprochemen~, par l'intermédiaire de la fourchette 105 et du doigt 108, du flexible 100 avec le manchon 102 jusqu'a obtenir leur connexion. A ce moment, une canne 122 porteuse des lignes de telécommande provenant de l'installation de surface est relevee au moyen d'un ergot de la canne cooperant avec une fourchette de manoeuvre 123 actionnée par des moyens non représentés tels un verin. La canne pénètre alors dans une ouverture 124 correctement indexee, située dans la couronne 120 et réalisée de façon à ce que la canne puisse cooperer avec elle pour - 14 - 1 3 2 ~ 2 1 6 transmettre les informations de commande vers La Ligne flexible par des lignes débouchant dans l'ouverture 124 de la couronne 120.
Ces lignes 125, qui peuvent être par exemple électriques ou hydrauliques, (Fig. 6A) permettent entre autre de verrouiller le connecteur 101 sur le manchon 102. Les lignes arrivant à la canne 122 sont amenees, soit par un cordon le long du câble de levage de la barrette, soit par un flexible de commande dont l'extremite coopère avec un multiconnecteur hydraulique ou electrique du type fabriqué par la Societe MATRA A.C.B. pour realiser une fois l'amarrage du flexible de commande effectué, une alimentation des lignes de commandes sur la barrette.
Ces lignes de commande alimentent entre autre, par l'intermediaire des cannes 122 des lignes flexibles.
L'extremité de la canne 122 est munie d'une collerette 126 permettant, lors du retrait de l'outil de connexion, de coopérer avec un dispositif de verrouillage 127, tel une guillotine normalement fermée en position repos, pour assurer le maintien de la canne dans l'ouverture 124 de la couronne 120.
Le dispositif de verrouillage 127 de la canne est automatiquement dégage par l'intermediaire d'un téton placé sur l'outil de connexion lorsque l'outil est positionné à la fois par sa fourchette 105 sur le flexible et par son doigt 108 sur la base 109. Le retrait de l'outil libérant la guillotine immobilise la collerette 126 solidaire de la canne entre le guillotine et la couronne.
Les lignes de commandes débouchent à l'extremite de la canne par des trous dans des gorges 128 de la canne qui coopèrent avec les trous d'entree 129 des lignes de commandes- de la couronne et des joints toriques 130 situes dans des gorges de la canne pour réaliser la connexion. On aurait très bien pu, au lieu de placer les gorges et les : . ~ ;:;. . ~: , .:
:: :,:. . ~ .. , :.
1328~16 joints toriques sur la canne, les placer dans la couronne.
La part;e inferieure du guide de Ligne flex;ble comporte un dispositif de sécurité, tel un anneau 131 c;saillable sous une contrainte determ;nee, qui permet, dans l'hypothèse où l'extrémité du flexible n'est pas libérée du manchon 102 lors de son déverrouillage d'urgence, de produire un certain effort sur le connecteur 101 pour le dégager sans pour autant risquer d'endommager la barrette et toutes les autres lignes flexibles présentes.
En cas d'echec, la conduite flexible est c;sa;llée par un moyen appropr;é, tel une charge creuse, au-dessus du niveau du guide. Ceci permet alors de relever de la base, la barrette et les flex;bles sol;daires de la barrette.
Un cable de manoeuvre 132 est monte au sommet du port;que 113 pour permettre la descente et le relevage du char;ot porte outils.
.
La figure 7 schematise la configurat;on du faisceau 140 de lignes flexibles entre les installations de fond 141 enfouies et de surface 142 dans diverses pos;t;ons de travail.
On assim;le le comportement du fa;sceau au comportement de la ligne la plus fragile, en tenant compte que, pour le même type de flexible, le rayon de courbure minimum possible du flexible augmente ou diminue respectivement lorsque son diamètre croit ou diminue. :
La position moyenne du faisceau, pour laquelle est calculée l';ncl;naison de la barrette, est mentionnée en tra;t mixte 143 alors que les positions extrêmes permises sont figurées en trait ple;n 144 et en trait pointille 145.
Les positions extrêmes sont definies par l'angle maximal que peut supporter en service l'extrémite du faisceau attaché à la base 141. Le B
~` 1328216 rayon m;n;mal de courbure du faisceau est vo;s;n de 9 mètres. La tract;on des flex;bles sur la barrette est dûe à leur flottab;l;té
generee par des bouees f;xées aux flex;bles et s;tuée sens;blement au n;veau de la concav;te d;r;gée vers le bas 146 du Flex;ble.
Su;vant les d;fférentes pos;t;ons, la bouee 147 t;re plus ou mo;ns vert;calement sur les- moyens de suspens;ons 148. Partant de la bouee 147, les câbles de suspens;on rejo;gnent ensu;te sans être tendus l';nstallation de surface 142.
La f;gure 8 montre la conf;gurat;on generale du d;sposit;f de product;on lors de la deconnex;on de la base 150 depuis l'installation de surface 151 Pour déconnecter, on déverrou;lle chacun des connecteurs de son -~
manchon extrem;té de ligne de fond. La traction vert;cale exercee par les bouees de flex;bles permet alors la déconnex;on du manchon, ma;s n'est pas suff;sante pour separer la barrette 153 de la base.
La barrette 153 est ensu;te levee grâce aux p;eds 37 et 38 (Fig. 3) de man;ère a produ;re son deverrouillage de la base. Enf;n, on exerce une tract;on suff;sante à part;r de l';nstallat;on de surface 151 sur les moyens de suspens;on 152 pour separer la barrette 153 de la base 150. ;
.
Apres levage de la barrette, partiellement grace a la bouee 154 et a un effort de tract;on sur le câble 152, on obt;ent la d;spos;t;on dess;née a la f;gure 9 où la dissociation de l';nstallation de surface de celle du fond permet a l';nstallat;on de surface de s'élo;gner sans r;sque pour elle et pour les lignes flexibles de production. ~ ~
: .:
La f;gure 10 représente la conf;gurat;on genérale du d;spos;t;f de ~-~product;on au cours de la reconnexion.
L';nstallat;on de surface 155 a;ns; que le fa;sceau de flex;ble 156 se retrouve au niveau de la base dans une configuration analogue à celle de la figure 9. On descend alors depuis l'installation de surface les lignes-guides 157 à travers les canes ouvrables 34 (Fig. 3) de la barrette jusqu'à la base 158 où l'on positionne les lignes-guides sur les poteaux-guides comme par exemple avec un sous-marin 159.
La barrette est alors descendue sur la base, en maintenant l'extrémité
des flexibles, puis positionnée comme elle l'avait été la première fois lorsqu'elle ne comprenait pas encore les flexibles. Une fois verrouillée comme explicité par la description des figures precédentes, les lignes sont connectées et verrouillées comme dejà
décrit.
. . 3 -guidance and immobilization comprising cooperating guide posts with fireplaces.
The device according to the invention may include lifting means, such as feet actuated by jacks, adapted to separate said device of said base and possibly separating said ends of said lines of said connecting element cooperating with these last.
The device according to the invention may include shock absorbers adapted to absorb the shock when lowering said device onto said base.
The invention is illustrated by the appended figures where:
- Figure 1 shows schematically an underwater production facility oil during the assembly of a bar, - Figure 2 represents an underwater base with a bar and a exploded view of a guide, - Figure 3 shows a bar being laid on a base in the descent phase, - Figure 4 illustrates this bar during installation in the inclined end position, - Figure 5 shows in section a flexible line during mounting on a base during the mooring phase of this line, - Figure 6 shows in section a flexible line during assembly on a base during the locking phase thereof, - Figure 6A details in section, the locking device _ 4 _ 1328216 the control rod, - Figure 7 shows schematically the configuration of the flexible line between underground and surface installations, in various positions job, - Figure 8 shows the general configuration of the device production when the bottom is disconnected, - Figure 9 illustrates the general configuration of the production after disconnection from the bottom, and - Figure 10 shows the general configuration of the device production during reconnection.
In FIG. 1, the reference 1 relates to the submarine base.
This base makes it possible to make the connection between the flexible lines from the main surface installation and the bottom 2, generally rigid, coming from the different well heads.
Because of the risk of scraping icebergs, the base, the lines of bottom, the well heads can be buried in the ground so as not to be damaged.
The dimensions of such a base can be for example of 45 X 25 X 9 m and its weight once ballasted, reach 2,500 tonnes.
The ends of the bottom lines lead to sleeves 3 which are will connect with the ends of the flexible lines. These extremes will be positioned by guides 4 placed on a bar 5, this bar is shown during its descent to the base (Fig. 1).
The bar, which can weigh 200 tonnes, has for example, as shown, an elongated shape comprising guides 4 for the flexible lines, which guides lead to the top of the :
: - -. -, ~ 5 - 1328216 bar to allow the introduction of flexible lines and have sufficient sections in their lower parts to allow the passage of the sleeves 3 in order to allow the connection of flexible lines with the sleeves 3 with which they cooperate.
In addition, these sections may be sufficiently limited to allow, when removing the bar 5, to retain the flexible and possibly extract them from the sleeves with which they are connected.
The bar is maintained during its descent towards the base by suspension means such as two suspension elements, such two cables 6 arranged at each of the most distant ends. These cables 6 are fixed on the bar 5 by means of two pivots 7 which also include means for vertical guidance of the '' descent, like vertical guide lines 8 around which slide sleeves 9, these guide lines can be mounted at tops of guide posts 10 ensuring the final positioning of the bar 5 on the base.
The pivots 7 have the function of allowing angular variations of the bar around the axis passing through the pivots 7 during its descent and its positioning on base 1. The axis of the pivots is correctly located in relation to the center of gravity of the bar so as not to produce a bad positioning of it on the base 1.
FIG. 2 represents an underwater base 20 comprising another bar 21, said bar being positioned on the base 20 by the guide posts 22. The descent of the bar towards the guide posts 22 is carried out by means of two guide lines 23 around which slide two sleeves 24 places on pivots 25 at each of ends of the bar.
The bar is supported at the level of the sleeves 24 by two elements .
"1328216 of suspension such cables 26. The bar ~ e 21 has several flexible line end guides 27 of which one is shown in view exploded in FIG. 2. These guides 27 include means for restraint 28 of the extremities of the lines with which they cooperate, like three self-locking dogs arranged at 120 each others in the same plan. Guide 27 may include in its part higher than a centering receptacle cone 29.
Figure 3 is an illustration of the position once lowered a bar 30 during its inclined installation on a base 31. The bar is lowered towards the base by means of guide means vertical, such as two guide lines 32 mounted at the end of two guide posts 33, said guide lines and said cooperating guides alternately with two working cones 34 from the time the bar is in the raised position until it is in a lowered position where the cones 34 open. These working cones can be actuated by cylinders 39.
During its descent to the base, the bar is supported by sufficient means, such as two cables 48, each mounted on a pivot 49 to each end of the bar so as to allow a rotation of the bar around the axis of the pivots.
The guide lines 32 may be fixed on guide posts 33, using scuba divers, manned submarines or remote-controlled submarines, with a line connection device disconnectable such as that described in patent FR-A-2,497,899.
For the installation of the guide lines on the guide posts, we can first place a bicone at the top of the guide post of split centering which will be removed by its slot once the line asked.
The posts 33 may be secured to the base while the :, ... .. -::
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_ 7 1328216 lines, which are stretched with a surface installation ~ are placed when the bar is lowered and removed using a disconnection tool such as that described in patent FR-A-2,525,682.
The bar also comprises, spanning in a plane substantially horizontal lines or guide posts, two forks 36 allowing, once the open cones 34 open, that the bar admits a certain transverse displacement in the direction of the axis of the forks 36 while being longitudinally positioned.
.. ..
The bar has lifting means at its lower part made up of at least four feet, two of which are visible 37, 38 according to the view of the figure. These two feet ~ shown in position outlet, allow both to lower the bar when you want immobilize it on the base and on the other hand lifting it when we want to produce its removal from the base. The mobility of feet, can be ensured by jacks placed in each of feet. ;
These foot cylinders and the cylinders 39 of opening of the cones openable can be controlled from the surface by an umbilical line, for example maintained with one of the suspension cables and fixed to the bar. Such control means are not shown for a greater clarity of the figures.
Under each of the feet is a shock absorber 40 allowing to mitigate the shock of the descent of the bar when it meets with the base. The feet 37 and 38 may include rollers 41 which -can cooperate with an inclined surface 42 making it possible to produce, once the cone 34 is open, the tilting of the bar towards a tilted position. In Figure 3, the rollers are placed such so that they cooperate with the inclined surface after the shock absorbers have performed their damping function.
.
FIG. 4 represents, after tilting and lowering, the bar 21.
In the embodiment shown in this figure, the tilting takes place before the descent. The latter can be performed by removing feet 37 and 38.
Guiding and locking means, such as guide posts 43 and 44 cooperating respectively with chimneys 45 and 46 will allow ensuring the pos; t; onnement and locking of the bar in its final position.
In the figure the guide posts 43 and 44 are of negative lengths to allow effective immobilization of the bar with a relatively small lowering thereof.
:: '~' -Reference 47 (Fig. 3) relates to the line end sleeve bottom which cooperates with a flexible line end to ensure - ~
the connection. The sleeve 47 has two pins allowing a correct positioning of the end of the flexible line relative to the sleeve. The end of the flexible line is positioned thanks to a guide 27 (Fig. 2) with which it cooperates to make its mooring to the bar, its connection to the sleeve 47 as well that its locking on the sleeve.
In the embodiment described, the incl; na; sound of the guide posts lock 43 and 44 and that of the sleeves are identical and correspond to the inclination that we want to give at the end of the - ~
flexible once connected to the sleeve. This inclination is imposed especially :
- by choosing the configuration of the flexible S-shaped line, - by the water depth ~ ~;
- by the minimum radius of curvature imposed on the hose, and - by the draft of the main surface installation.
A ~. , :,. ~ '. ~:
~ 328216 A tilt angle of 18 with the vertical meets the requirement of a usual bundle of production hoses at 90 m depth in a region with difficult weather conditions.
Figure 4; illustrates the bar once immobilized on the base.
This position is obtained by descent along the guide lines 50 from the bar to its damping by the shock absorbers 40, the tilting by release of the suspension means; on 51, the opening centering cone to extend tilting by rolling of the rollers 41 (FIG. 4) on the inclined surface 52 up to the inclined position, where the removal of the feet by purging the cylinders lifting and guiding by posts 53 and 54 produces the positioning of the bar on the base 55.
This positioning finished, the guide lines 50 are raised in surface while the suspension cables 51 are held by buoys connected to the surface installation.
Figure 5 shows, after positioning and possibly locking the bar on the base, the docking phase of a first end of flexible lines 60 on the base, by means of a first tool 61 placed on a transporter trolley 62 mounted on solid guides of the base. The bar 63 comprises a plurality of flexible line end guides 64 60. These guides are provided means for retaining said line, such as self-blocking dogs 65 releasable per act; onion of an unlocking jack; llage 66 located below each dog and whose order is not shown for the sake of clarity.
Juxtaposed with the guide 64, is placed a first connecting element 67 control lines, such as hydraulic lines, intended for order different elements of the flexible line such as locking the hose end connector 68 with the sleeve 47.
::. ,:, The end of the flexible pipe initially at the surface is lowered towards the guide by means of a fork 70 openable by appropriate means, such as hydraulic cylinders, and taking hold on a sleeve 69 rotating around the end of the hose. This sleeve 69 is immobilized in translation on the end by two rings stop 71 and 72.
The guide arm 73, which holds the fork 70, is lowered in a split tube by means of a cable 74 passing over a return, such a pulley 75, before rising to the surface where it is pulled. The arm 73 cooperates with the split tube 76 in order to perform the function of fork guide 70.
Once the end of the hose has reached the bar, the arm of the guide 73 enters a split tube 76 through a shaped mouth cone truncated by an inclined plane relative to the axis of the cone. The groove of tube 76 is angularly positioned so as to open at the lowest point of the free edge of the cone.
A guide finger 77, located on the arm 73, under the action of the traction exerted on the cable 74, cooperates with the edges of the cone to reach the lowest point and engages in the groove of the tube split 76 then allowing pos; t; onner correctly the end of the flexible in its guide 64.
Extending its course in the tube, the arm entered; not more deeply the hose in the guide to ensure its mooring thanks to the means 65. Once the line has been moored, the fork is open ~
for example by means of a hydraulic control 79 from the surface, and the hose released. To avoid too strong a shock due to loosening of the line, the end of the line includes devices shock absorbers 80.
Released from the hose, the fork 70 is raised for another '' . ., ~,. ~
., use thanks to the lifting cable 81.
The return pulley 75 ains; that the split tube 76 are both placed on the tilting tray 83 of a cart that has been previously lowered by guide lines mounted on the guide 82. The carriage is guided by opening cones 84 (Fig. 6) crosses by guide lines and guide posts.
The inclination of the plate is achieved thanks to the jack 85 so as to that the axis of the split tube 76 and the guide 64 are substantially parallel. The carriage is movable on guides by means appropriate.
Guides can consist for example of curved or straight rails serving several workstations. The carriage 62 rests thanks to two rows of rollers 87 and 88 on the rails 89 and 90. The guide horizontal of the carriage is carried out by rollers of vertical axes enclosing the sides 91 of the rail 90. Some of these rollers moved by motors not shown, can also provide movement curvilinear of the carriage thanks to the tightening of the rollers on the two sides opposite of the rail which produces an increase in the coefficient of friction between them and the rail.
A third hanging rail 92 allows by cooperating with a system 93 stapling integral with the carriage, to maintain this carriage on the base 20, in addition this hanging rail 92 and this stapling system 93 allow the carriage to be immobilized in a corresponding position at the workstation (s) of the tool (s) mounted on the platform 83.
The stapling system, composed of at least a couple of mounted claws on joints, traps the rail under the action of a jack controlled from the surface. The cart also has several deck legs 94 intended to seat him once he was back on the deck of a surface installation.
`,. ~. . I ',''.',: ~. '. '' - 1z ~ 3282 1 6 Figure 6 shows, after docking in the guide, the final phase for connecting and locking connector 101 to sleeve 102 to by means of a second tool 103 mounted on the carriage. The functions of this tool 103 are first to index the end of the flexible line with sleeve 102, then to produce the approximation of the end of the hose 100 with the sleeve 102 of the line end fundamentally in order to achieve the commitment of one to the other (ie their connection), then connecting and locking on the line flexible control lines which will act, among other things, on the connector 101 to lock the hose on the ~
muff. ~ -. ~:
The tool 103 having to carry out a tightening between the sleeve and the flexible 100, whose tendency is to go up because of its buoyancy, by traction on the end of the flexible 100, has in its part - ~
upper fork 105, taking hold of the free sleeve 106 in rotation and secured in translation of the hose thanks to two stop rings 107, and has at its lower part a finger reaction 108 which can penetrate into the base 109 to ensure the Tightening.
The clamping between the hose 190 and the sleeve 102 via finger 108 and fork 105 is produced by means of cylinder 110 which reconciles the finger and the fork by sliding of their respective supports one inside the other. This assembly consisting of the fork 105 and the finger 108 is positioned according to the axis of traction thanks to the rollers 111 located in a groove 112 parallel to said axis.
The handling of this set is done in the same way as the remote connection device present in the patent application - Canadian N ~. 520,729 deposited on October 17, 1986, having as inventor Yvon CASTEL.
The assembly of the assembly is carried out by a lateral translation ~,.
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, - 13 - l 3 ~ 8 2 1 ~
relative to the axis of traction of the whole port; that 113, in which the assembly slides along the axis of traction.
The gantry 113 slides on the tray 114 is made at by means of the jack 115, and guided by grooves placed in the plate 114 and cooperating with rollers 116 whose axes are ground;
support. The inclination of the table top; that guidance and movement of the carriage are produced as in the description illustrated by the f; gure 5.
Once the fork 105 and the finger 108 have been positioned on the hose and in the base, a motor 117, such as a hydraulic motor, produces the indexing of the hose by a set of gears comprising a motor pinion 118, an intermediate gear; re 119 and a crown 120 attached to the hose.
The correct position is for example signified by a key indexing 121 comprising a pin cooperating with a groove, which key is placed in accordance with the indexing lugs placed on the upper part of the mandrel 102.
'~
Control means such as a television camera or sensors position or proximity allow to follow the phase indexing.
The indexing performed, we produce the approximation ~, by the fork 105 and the finger 108, the hose 100 with the sleeve 102 until their connection is obtained. At this time, a rod 122 carrying remote control lines from the surface installation is raised by means of a rod lug cooperating with an operating fork 123 actuated by means not shown such as a jack. The cane then enters a opening 124 correctly indexed, located in the crown 120 and made so that the rod can cooperate with it to - 14 - 1 3 2 ~ 2 1 6 transmit order information to The Flexible Line by lines opening into the opening 124 of the crown 120.
These lines 125, which can for example be electric or hydraulic, (Fig. 6A) allow among other things to lock the connector 101 on the sleeve 102. The lines arriving at the rod 122 are brought either by a cord along the lifting cable of the bar, either by a control hose whose end cooperates with a hydraulic or electric multiconnector of the type manufactured by MATRA ACB to secure the hose once of command carried out, a supply of the command lines on the bar.
These control lines supply, among other things, through rods 122 flexible lines.
The end of the rod 122 is provided with a collar 126 allowing, when removing the connection tool, cooperate with a locking device 127, such as a normally closed guillotine in the rest position, to maintain the rod in the opening 124 of the crown 120.
The rod locking device 127 is automatically releases through a nipple placed on the connection tool when the tool is positioned at the same time by its fork 105 on the flexible and by its finger 108 on the base 109. The withdrawal of the tool releasing the guillotine immobilizes the collar 126 secured to the cane between the guillotine and the crown.
The command lines open at the end of the cane by holes in cane grooves 128 which cooperate with the holes of entry 129 of the command lines - of the crown and the seals toric 130 located in cane grooves to achieve the connection. Instead of placing the gorges and the :. ~;:;. . ~:,.:
:::,:. . ~ ..,:.
1328 ~ 16 o-rings on the cane, place them in the crown.
The lower part of the flexible Line guide includes a device safety, such as a 131 c ring; protruding under stress determ; nee, which allows, in the event that the end of the flexible is not released from the sleeve 102 during its emergency unlocking, to produce a certain effort on the connector 101 to release it without risking damaging the bar and all others flexible lines present.
In case of failure, the flexible pipe is c; sa; llée by a means suitable, like a shaped charge, above the level of the guide. This then allows to raise from the base, the bar and the flex; bles sol; daires of the bar.
An operating cable 132 is mounted at the top of the port; that 113 for allow the tank to be lowered and raised; ot tool holder.
.
Figure 7 shows diagrammatically the configuration of bundle 140 of lines flexible between buried underground and surface installations 142 in various work positions.
We equate the behavior of the seal with the behavior of the line more fragile, taking into account that, for the same type of hose, the minimum possible bend radius of the hose increases or decreases respectively when its diameter increases or decreases. :
The average beam position, for which is calculated the ncl; naison of the bar, is mentioned in mixed tra 143 t then that the permitted extreme positions are shown in solid lines; n 144 and in dotted line 145.
The extreme positions are defined by the maximum angle that can support in service the end of the beam attached to the base 141. The B
~ `1328216 radius m; n; wrong curvature of the beam is vo; s; n of 9 meters. The tract; on flex; bles on the bar is due to their floab; l; tee generated by buoys fixed to the flexes and killed sensibly calf of the concave; downward 146 of the Flex; ble.
Next to the different positions, the buoy 147 t plus re or mo; ns green; rigging on the means of suspension; ons 148. Starting from the buoy 147, the cables of suspens; one joins; gnent ensu; te without being stretched the surface installation 142.
Figure 8 shows the conf; gurat; on generale du d; sposit; f de product; on when disconnecting; on base 150 from installation surface 151 To disconnect, we unlock; each of the sound connectors - ~
end sleeve; bottom line tee. Green traction; wedge exerted by flex buoys then allows disconnection of the sleeve, ma; s is not sufficient; to separate the strip 153 from the base.
The bar 153 is then raised by means of the feet 37 and 38 (Fig. 3) of man; era has produced its unlocking of the base. Finally, we exercise tract; one suff; sante apart; r de; nstallat; on surface 151 on the suspension means; it is 152 to separate the bar 153 from the base 150.;
.
After lifting the bar, partially thanks to buoy 154 and a force of tract; on the cable 152, one obt; ent the d; spos; t; on drawn in Figure 9 where the dissociation of the surface installation that of the bottom allows the surface installation to move away without risk for her and for flexible production lines. ~ ~
:.:
Figure 10 shows the conf; gurat; on general d; spos; t; f de ~ - ~ product; on during the reconnection.
The surface installation 155 a; ns; that the flex; ble seal 156 is found at the base in a configuration similar to that in Figure 9. We then descend from the surface installation the guide lines 157 through the opening canes 34 (Fig. 3) of the bar to base 158 where the guide lines are positioned on guide posts such as with a submarine 159.
The bar is then lowered onto the base, maintaining the end hoses and then positioned as it had been the first times when she didn't understand the hoses yet. Once locked as explained by the description of the figures previous, the lines are connected and locked as already described.
. .