~1?
:
La présente ;nvention concerne un disposit;f de connex;on d'un ensemble de ~;gnes flex;b~es, sur une ;nstal~at;on sous-mar;ne petrol;ere reposant au fond, a part;r d'une ;nstallat;on pr;nc;pale de surface.
Cette ;nve~t;on peut être notamment appl;quée au doma;ne de la product;on d'effluents pétrol;ers, en mer pola;re dans des reg;ons soum;ses aux passages d';cebergs suscept;bles de racler le sol mar;n et dans des regions soum;ses aux cond;t;ons métérologiques tres séveres tvent de 150 km/h, vagues atte;gnant 30 mètres), lorsqu';l s'ag;t d'évacuer rap-dement d'une zone critique une installat;on pr;ncipale de surface, telle une plate~orme de tra;tement, qu; est . ~:
couplee à une base de fond par des l;gnes flexibles, l'evacuation s'effectuant en laissant sur place uniquement la ou les ;nstallat;ons de fond, la connex;on des lignes flexibles et éventuellement leur d~connex;on, qui sont fac;l;tées par une barrette porte-guide, étant realisée avec le dispositif selon l'invention.
. , La présente invention propose un dispositif résolvant ce problème.
Plus precisement, la presente invention concerne un chariot permettant l'amarrage de l'extremite ~'une ligne flexible sur une barrette posit;onnée sur une base et la connexion de cette extrem;té de ligne flex;ble sur un manchon lié à cette base à partir d'une ~nstallation princ;pale.
Selon la présente invention, il est prévu un dispositif de connexion de l'extrémité d'au moins une ligne flexi~le ~
base sous marine à partir d'une installation principale, le dispositif comportant un chariot mobile coopérant avec une barrette comprenant des moyens de retenue et la base étant ~quipée d'au moins un manchon, caractérisé en ce que le chariot est adapté à recevoir au moins deux outils, le $
- la -premier outil réalisant l'amarrage de l'extrémi.té de ladite ligne flexible ~ un des moyens de retenue de ladite barrette et le second outil étant adapté pour connecter et verrouiller ladite ligne flexible au manchon équipant la base, le chariot restant au fond de la mer pendant l'opération complète d'amarrage et de connexion des lignes flexibles, évitant une opération de remontée du chariot à la surface pour changer d'outil.
... . . . . "~, . ... ~ . . .
:
. . . .
; . , , :
Le prem;er out;l pourra comporter une poul;e de renvo;, un prem;er cable coopérant avec ladite poulie, led;t câble aura deux extrem;tés dont l'une sera fixée à ladite ;nstallation princ;pale et l'autre à un bras de guidage, ledit bras de guidage pourra comporter une fourchette, ladite fourchette pourra coopérer avec l'extrémite de ladite ligne flexible, ledit chariot pourra comporter en outre un tube cooperant avec ledit bras de guidage.
Le bras selon l'invention pourra comporter un doigt de gu;dage. Le tube pourra comporter une rainure et pourra être surmonté d'un cône de guidage tronque, ledit cone étant adapté à orienter ledit doigt pour le faire pénètrer dans ladite rainure.
On ne sortira pas du cadre de la présente ;nvent;on s; led;t prem;er outil comporte un deuxieme cable ayant deux extremites dont l'une est fixée a ladite fourchette et l'autre à ladite installation principale.
Selon la présente invention, ladite autre extremité dudit deuxième câble et ladite autre extrémité dudit premier câble pourront ê~re réunies entre elles.
On ne sortira pas du cadre de la présente invention si le deuxième outil comprend des moyens d'indexation de ladite extremite de ligne flexible relativement audit manchon solidaire de ladite base.
,~
Le deuxieme out;l pourra comporter une pince ayant deux mors dont l'un est adapté à cooperer avec ladite base et l'autre avec ladite extremité de ligne flexible.
Le chariot selon l'invention pourra comporter des moyens de manoeuvre I d'une canne pour provoquer l'introduction de cette dernière dans une .'' ;' 1 32~21 7 ouverture avec laquelle elle coopère.
., ,:
Selon la présente invent;on, au moins l'un desdits outils pourra être place sur un plateau inclinable.
.
Le chariot selon l'invention pourra comporter des moyens de support, de guidage, d'accrochage et/ou de déplacement.
Les moyens de support pourront comporter au moins deux rails dont au moins les flancs de l'un d'eux servent de moyen de guidage lateral.
L'invention est illustree par les figures annexees où :
- la figure 1 schematise une installation sous-marine de production petrolière au cours du montage d'une barrette, - la figure 2 represente une base sous-marine avec une barrette et une vue en éclaté 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 represente en section une ligne flexible en cours de ;
montage sur une base durant !a 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 la canne de commande, . . .
.~. . .. . .
~i . - : , - . ~ , - 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 d;spositif de S production lors de la déconnexion du fond, - la figure 9 illustre La configuration génerale du dispositif de production après déconnexion du fond, et - la figure 10 représente la configuration genérale du dispositif de production au cours de la reconnexion.
Sur la figure 1, la référence 1 est relative à 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 genéral rigides, provenant des différentes tetes de puits.
En raison des risques de raclage des icebergs, la base, les lignes de fond, les têtes de puits peuvent etre enfouis dans le sol pour ne pas etre endommagées.
Les dimensions d'une telle base peuvent etre par exemple de 45 X 25 X 9 m et son poids une fois ballastée~ atteindre 2.500 tonnes.
Les extremités des lignes de fond aboutissent à des manchons 3 qui se connecteront avec les extremités des lignes flexibles. Ces extremités seront positionnées par des guides 4 placés sur une barrette 5, cette barrette est montrée au cours de sa descente vers la base (Fig. 1).
La barrette, qui peut peser 200 tonnes, a par exemple, comme representee, une forme allongee comportant des guides ~ pour les lignes flexibles, lesquels guides debouchent sur le dessus de la barrette pour permettre l'introduction des lignes flexibles et présentent à leurs parties inférieures 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 limitées pour permettre, lors de l'enlèvement de la barrette S, de retenir les flexibles et eventuellement de les extraire des manchons avec lesquels elles sont connectées.
La barrette est maintenue au cours de sa descente vers la base par des moyens de suspension tels deux éléments de suspension, tels deux cables 6 disposes à chacune des extremites les plus éloignées. Ces cables 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 etre 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 situé 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 positionnee sur la base 20 par les poteaux-guides 22. La descente de la barrette vers les poteaux-guides 22 s'effectue grace a deux l;gnes-guides 23 autour desquelles coulissent deux fourreaux 24 placés sur des pivots 25 a chacune des extremités de la barrette. ~;
La barrette est soutenue au niveau des fourreaux 24 par deux eléments de suspension tels des cables 26. La barrette 21 comporte plusieurs guides 27 d'extrémité de lignes flexibles dont un est montre en vue ': ~
~ ~: - . - - . .
: .
eclatée sur la figure 2. Ces guides 27 comportent des moyens de retenue 28 des extremites des lignes avec lesquels elles coopèrent, tels trois chiens auto-verrouillables disposés à 120 les uns des autres dans un même plan. Le guide 27 peut comporter à sa partie superieure un cône receptacle de centrage 29.
La figure 3 est une illustration de la position une fois descendue d'une barrette 30 au cours de sa pose inclinée sur une base 31. La barrette est descendue vers la base grâce à des moyens de guidage verticaux, tels deux lignes-guides 32 montées à liextrémité de deux 1D poteaux-guides 33, lesdites lignes-guides et lesdits guides coopérant tour à tour avec deux cônes ouvrables 34 depuis le moment où la barrette est en position relevée jusqu'au moment où elle est dans une position descendue où les cônes 34 s'ouvrent. Ces cones ouvrables pourront être actionnes par des verins 39.
Au cours de sa descente vers la base, la barrette est soutenue par des moyens suffisants, tels deux câbles 48, chacun monté sur un pivot 49 à
chacune des extremités de la barrette de maniere à permettre une rotation de la barrette autour de l'axe des pivots.
Les lignes-guides 32 pourront être fixées sur des poteaux-guides 33, au moyen de plongeurs autonomes, de sous-marins habités ou de sous-marins télécommandés, avec un dispositif de connexion de lignes déconnectables tel que celui decrit 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 à la partie superieure du poteau-guide un bicône de centrage fendu que l'on retirera par sa fente une fois la ligne posée.
Les poteaux 33 pourront être solidaires de la base alors que les lignes, qui sont tendues avec une installation de surface, sont placées au moment de la descente de la barrette et retirees grâce à un . , . . , . ;.. .
- ` ~ 3~
outil de déconnexion tel celui decrit dans le brevet FR-A-2.525.682. ~
~ , .
La barrette comporte aussi enjambant dans un plan sensiblement hor;zontal 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 etant longitudinalement posit;onnée.
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 montres en position sortie~ permettent à la fois d'abaisser la barrette lorsque l'on veut l'immobil;ser 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 etre assurée par des vérins places dans chacun des pieds.
Ces vérins de pieds et les verins 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 representes pour une plus grande clarté des figures.
Sous chacun des pieds est dispose un amortisseur 40 permettant d'attenuer 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 inclinée. Sur la figure 3 les galets sont placés 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 -.
--` 1 32821 7 basculement a lieu avant la descente. Cette dernière peut être rearisee par le retrait des pieds 37 et 38.
Des moyens de guidage et de verrou;llage, tels des poteaux-guides 43 et 44 coopérant respectivement avec des cheminées 45 et 46 permettront d'assurer le positionnement et le verrouillage de la barrette dans sa posit;on finale.
Sur la figure les poteaux-guides 43 et 44 sont d'inégales longueurs pour permettre de produire une immobilisation efficace de la barrette avec un abaissement relativement faible de celle-ci. ~`
La référence 47 tFig. 3) est relative au manchon d'extremité de ligne de fond qui coopère avec une extrémite de ligne flexible pour assurer la connexion. Le manchon 47 comporte deux ergots permettant un positionnement correct de l'extrémité de la ligne flexible relativement au manchon. L'extrémite 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 décrit, l'inclinaison des poteaux~guides de verrouillage 43 et ~4 ainsi que celle des manchons sont identiques et correspondent à l'inclinaison que l'on veut donner à l'extrémité du flexible une fois connecté au manchon. Cette inclinaison est imposée 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.
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 . ~ , . . . . .
:
_ 9 _ une région aux conditions météorologiques difficiles.
.
La figure 4 illustre la barrette une fois immobilisee 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 suspension 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'à la posit;on 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 termine, les lignes-guides 50 sont remontées en surface alors que les câbles de suspension 51 sont maintenus par des bouées rel;ées 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 première extrémité de lignes flexibles 60 sur la base, au moyen d'un premier outil 61 place sur un chariot transbordeur 62 montées sur des guides solidaires de la base. La barrette 63 comporte une pluralité de gu;des 64 d'extremités de lignes flexibles 60. Ces guides sont munis de moyens de retenue de ladite ligne, tels des chiens auto-bloquants 65 liberables par actionnement d'un verin de deverrouillage 66 situé
en dessous de chacun des chiens et dont la commande n'est pas figuree pour des raisons de clarté.
Juxtaposé au guide 64, est place un premier élément 67 de connexion des lignes de commandes, telles des lignes hydrauliques, destinees à
commander differents éléments de la ligne flexible comme le verrouillage du connecteur 68 d'extrémite de flexible avec le manchon 47.
L'extrémité de la conduite flexible initialement en surface est descendue vers le guide au moyen d'une fourchette 70 ouvrable par des moyens appropries, tels des verins hydrauliques, et prenant prise sur un manchon 69 tournant autour de l'extrémité du flexible. Ce manchon 69 est immobilisé en translation sur l'extrémite 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 câble 74 passant sur un renvoi, tel d une poulie 75, avant de remonter à la surface où il est tiré. 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 penètre dans un tube fendu 76 par une embouchure en forme de cône tronque par un plan incliné 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 positionner correctement llextremité du flexible dans son guide 64.
Prolongeant sa course dans le tube, le bras entraîne plus profondement le flexible dans le guide pour assurer son amarrage grâce 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'extremite de ligne comporte des dispositifs amortisseurs 80.
egagee du flexible, la fourchette 70 est remontee pour une autre utilisation grâce au c3ble de relevage 81.
. :' ;, . :
~ ` 1 3282 1 7 La poulie de renvoi 75 ainsi que le tube fendu 76 sont tous deux placés sur le plateau inclinable 83 d'un chario~ qui a été
préalablement descendu par des lignes-guides montees sur les postes de guidage 82. Le chariot est guide par des cônes ouvrables 84 (Fig. 6) traverse par des lignes-guides et des poteaux-guides.
L'inclinaison du plateau est réalisee grace au verin 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 grâce à des moyens approprlés.
Les guides peuvent se composer par exemple de rails courbes ou droits desservant pLusieurs postes de travail. Le chariot 62 repose grâce à
deux rangees de galets 87 et 88 sur Les rails 89 et 90. Le guidage horizontaL du chariot est effectue 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 deplacements curvilignes du chariot grâce 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'accrochage 92 permet en coopérant avec un systeme d'agrafage 93 solidaire du chariot, de maintenir ce chariot sur la base 20, de plus ce rail d'accrochage 92 et ce système 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, compose 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 éte remonte sur le pont d'une installation de surface.
La figure 6 montre, après 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 monté sur le chariot. Les fonctions de cet outil 103 sont d'abord d'indexer l'extreMité de la ligne flexible avec le marchon 102, ensuite de produire le rapprochement de l'extrémité du flexible 100 avec le manchon 102 d'extrémité de ligne de fond de manière a realiser l'engagement de l'un dans l'autre (i.e~
leur connexion), puis la connexion et le verrouillage sur la ligne flexible des lignes de commandes qui agiront entre autre sur le connecteur 101 pour assurer le verrouillage du flexible sur le manchon.
L'outil 103 devant réaliser un serrage entre le manchon et le flexible 100, dont la tendance est de remonter du fait de sa flottabilité, par traction sur l'extremité du flexible 100, comporte à sa partie supérieure une fourchette 105, prenant prise sur le manchon 106 libre en rotation et solidaire en translation du flexible grâce à deux anneaux d'arret 107, et comporte a sa partie inferieure un doigt de reaction 108 pouvant penetrer dans la base 109 pour assurer le serrage.
Le serrage entre le flexible 190 et le manchon 102 par l'intermediaire du doigt 108 et de la fourchette 105 est produit au moyen du verin 11û
qui effectue le rapprochement du doigt et de la fourchette par coulissement de leurs supports respectifs l'un dans l'autre. Cet ensemble constitue de la fourchette 105 et du doigt 108 est positionné
selon l'axe de traction grâce aux galets 111 situes 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 présente dans la demande de brevet canadienne No. 520.729 déposee le 17 octobre 1968, ayant comme inven-teur ~von C~STEL.
L'enfourcnement de l'ensemble est exécute par une ~ranslation laterale par rapport à l'axe de traction de l'ensemble du portique 113, dans lequel l'ensemble coulisse suivant l'axe de traction.
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' ~, ~ ' , . .
Le coulissement du portique 113 sur le plateau 114 est réalise au moyèn- du verin 115, et guidé par des rainures placées dans le plateau 114 et coopérant avec des galets 116 dont les axes sont solidaires du support. L'inclinaison du plateau ainsi que le guidage et le mouvement du chariot sont real;ses comme dans la description illustrée par la figure 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 intermédiaire 119 et une couronne 120 solidaire du flexible.
La position correcte est par exemple signifiee par une cle d'indexation 121 comprenant un pion cooperant avec une gorge, laquelle clé est placée en concordance avec les ergots d'indexations places sur la partie supérieure du mandrin 102.
Des moyens de contrôle tels une camera de télévision ou des capteurs de position ou de proximite permettent de suivre la phase d'indexation.
L'indexation réalisee, on produit le rapprochement, par l'intermediaire de la fourchette 105 et du doigt 108, du flexible 100 avec le manchon 102 jusqu'à obtenir leur connexion. A ce moment, une canne 122 porteuse des lignes de télecommande provenant de l'installation de surface est relevée au moyen d'un ergot de la canne coopérant avec une fourchette de manoeuvre 123 actionnee par des moyens non représentes tels un vérin. 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 coopérer avec elle pour transmettre les informations de commande vers la ligne flexible par des lignes débouchant dans l'ouverture 124 de la couronne 120.
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- ~328217 Ces lignes 125, qui peuvent etre par exemple électriques ou hydràuliques, (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'extrémite coopère avec un multiconnecteur hydraulique ou electrique du type fabrique par la Societé MATRA A.C.B. pour réaliser 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'intermédiaire des cannes 122 des lignes flexibles. ~ :
L'extremite de la canne 122 est munie d'une collerette 126 permettant, lors du retrait de l'outil de connexion, de coopérer avec un dispos;tif de verrouillage 127, tel une guillotine normalement fermée en pos;tion 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 degage par l'intermediaire d'un téton place sur l'outil de connexion lorsque l'outil est positionné à la fois par sa fourchette 105 sur le flexible et par son do;gt 108 sur la base 109. Le retrait de l'outil liberant la guillotine immobilise la collerette 126 solidaire de la canne entre le guillotine et la couronne.
Les lignes de commandes débouchent à l'extremité de la canne par des trous dans des gorges 128 de la canne qui coopèrent avec les trous d'entrée 129 des lignes de commandes de la couronne et des joints toriques 130 situés dans des gorges de la canne pour realiser la connexion. On aurait très bien pu, au lieu de placer les gorges et les joints toriques sur la canne, les placer dans la couronne.
La partie inferieure du guide de ligne flexible comporte un dispositif : , : , - . . . .
. - . .
`` 132~217 de sécurite, tel un anneau 131 ~isaillabLe sous une contrainte detèrminée, qui permet, dans l'hypothese où l'ex-trémité du flexible n'est pas libéree du manchon 102 lors de son déverrouillage d'urgence, de produire un certain effort sur le connecteur 101 pour le dégager sans pour autant r;squer d'endommager la barrette et toutes les autres lignes flex;bles presentes.
En cas d'echec, la conduite flexible est cisaillée par un moyen approprié, tel une charge creuse, au-dessus du niveau du guide. Ceci permet alors de relever de la base, la barrette et les flexibles :~
solidaires de la barrette~ :~
. .
Un cable de manoeuvre 132 est monte au sommet du portique 113 pour ~ -permettre la descente et le relevage du chariot porte outils.
. 15 La figure 7 schématise la configuration du faisceau 140 de lignes ~ .;
flexibles entre les installations de fond 141 enfouies et de surface :
142 dans diverses positions de travail.
On assimile le comportement du faisceau au comportement de la ligne la ZO plus fragile, en tenant compte que, pour le meme type de flexible, le rayon de courbure minimum possible du flexible augmente ou d~n~nue respectivement lorsque son diamètre cro1t ou diminue. - :
La position moyenne du faisceau, pour laquelle est calculée l'inclinaison de la barrette, est mentionnee en trait mixte 143 alors :: -que les positions extrëmes permises sont figurées en tra;t ple;n 144 :
et en trait pointillé 145. . : .
:' Les positions extremes sont definies par l'angle maximal que peut .
supporter en service l'extremite du faisceau attaché à la base 141. Le I rayon minimal de courbure du faisceau est voisin de 9 mètres. La ¦ traction des flexibles sur la barrette est due à leur flottabilite ~ -! generee par des bouees fixees aux flexibles et situee sensiblement au .:
'~ ." .
``" 1 3282 1 7 - 16 - ~-niveau de la concavite dirigee vers le bas 146 du flexible.
Suivant les différentes positions, la bouée 147 tire plus ou moins verticalement sur les moyens de suspensions 148. Partant de la bouee 147~ les câbles de. suspens;on rejo;gnent ensu;te sans être tendus l';nstallation de surface 142.
La figure 8 montre la configuration generale du d;spos;t;f de product;on lors de la deconnexion de la base 150 depuis l'installation de surface 151.
Pour déconnecter, on déverrou;lle chacun des connecteurs de son manchon extrémité de ligne de fond. La traction verticale exercee par les bouées de flexibles permet alors la déconnexion du manchon, ma;s n'est pas suff;sante pour séparer la barrette 153 de la base.
La barrette 153 est ensui~e levee grâce aux pieds 37 et 38 ~Fig. 3) de maniére à produire son déverrouillage de la base. Enfin, on exerce une traction suffisante à partir de l'installation de surface 151 sur les moyens de suspension 152 pour separer la barrette 153 de la base 150.
Après levage de la barrette, partiellement grâce a la bouee 154 et à
un effort de traction sur le câble 152, on obtient la disposition dessinée à la f;gure 9 où la dissociat;on de l'installation de surface de celle du fond perme-t à l'installat;on de surface de s'éloigner sans risque pour elle et pour les lignes flexibles de production.
La figure 10 represente la configuration générale du dispositif de production au cours de la reconnexion.
L'installation de surface 155 ainsi que le faisceau de flexible 156 se retrouve au niveau de la base dans une conf;guration analogue a celle de la figure 9. On descend alors depuis l'installation de surface les lignes-guides 157 à travers les cônes 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'extrémite des flexibles, puis positionnée comme elle l'avait éte la première S 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 verrouillees comme déja décrit.
. . . . .
: . ~ ~ .: . .. . , : ~ 1?
:
The present invention relates to a device for connection of a set of ~; gnes flex; b ~ es, on a; nstal ~ at; on underwater; ne petrol; ere resting at the bottom, apart; r of a; nstallat; on pr; nc; blade of area.
This; nve ~ t; we can be particularly applied; doma; ne of the production of oil effluents in the polar sea in the regions subjected to the passage of cebergs likely to scrape the marbled soil and in regions subject to very meteorological conditions tents 150 km / h wind, waves reaching 30 meters), when is to quickly evacuate an installation;
main surface, such as a flat ~ processing elm; East . ~:
coupled to a bottom base by flexible lines, the evacuation by leaving only the; nstallat; ons on site background, the connection; there are flexible lines and possibly their d ~ connected; on, which are fac; l; ted by a guide bar, being made with the device according to the invention.
. , The present invention provides a device solving this problem.
More precisely, the present invention relates to a carriage allowing mooring the end ~ 'a flexible line on a bar position on a base and the connection of this line end flex; ble on a sleeve linked to this base from a ~ installation main; pale.
According to the present invention, there is provided a device for connection of the end of at least one flexi line ~ the ~
submarine base from a main installation, the device comprising a mobile carriage cooperating with a bar comprising retaining means and the base being ~ fitted with at least one sleeve, characterized in that the trolley is suitable for receiving at least two tools, the $
- the -first tool securing the extremity of said flexible line ~ one of the means for retaining said strip and the second tool being adapted to connect and lock said flexible line to the sleeve fitted to the base, the carriage remaining at the bottom of the sea for complete line mooring and connection operation flexible, avoiding an operation of raising the carriage to the surface for changing tools.
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The first out may include a return pulley, a first cable cooperating with said pulley, led; t cable will have two ends; tees one of which will be attached to said main installation and the other to a guide arm, said guide arm may include a fork, said fork may cooperate with the end of said flexible line, said carriage may further comprise a tube cooperating with said guide arm.
The arm according to the invention may include a guiding finger; The tube may have a groove and may be surmounted by a cone of truncated guide, said cone being adapted to orient said finger to make it penetrate into said groove.
We will not depart from the scope of this; nvent; on s; led; t prem; er tool has a second cable having two ends, one of which is attached to said fork and the other to said main installation.
According to the present invention, said other end of said second cable and said other end of said first cable may be re joined together.
It will not depart from the scope of the present invention if the second tool includes means for indexing said line end flexible relative to said sleeve integral with said base.
, ~
The second out; l may include a clamp having two jaws, one of which is adapted to cooperate with said base and the other with said flexible line end.
The trolley according to the invention may include maneuvering means I of a cane to cause the introduction of the latter into a . '';' 1 32 ~ 21 7 openness with which it cooperates.
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According to the present invention; one, at least one of said tools can be place on a tilting tray.
.
The trolley according to the invention may include support means, guidance, attachment and / or movement.
The support means may include at least two rails, including minus the sides of one of them serve as lateral guidance means.
The invention is illustrated by the appended figures where:
- Figure 1 shows a subsea 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 in progress;
mounting on a base during! 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 the control rod, . . .
. ~. . ... .
~ i. -:, -. ~, - 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;
S 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, 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 when 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 represented, an elongated form comprising guides ~ for flexible lines, which guides lead to the top of the bar to allow the introduction of flexible lines and have sufficient sections in their lower parts to ; . ~ -. -.
,. ~., -allow passage of sleeves 3 to allow connection flexible lines with the sleeves 3 with which they cooperate. In addition, these sections may be sufficiently limited to allow, when removing the bar S, to retain the hoses 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 strip 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 thanks to two guide pins 23 around which slide two sleeves 24 placed on pivots 25 at each of ends of the bar. ~;
The bar is supported at the level of the sleeves 24 by two elements of suspension such as cables 26. The bar 21 comprises several flexible line end guides 27 of which one is shown in view ': ~
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exploded in FIG. 2. These guides 27 include means for retention 28 of the ends of the lines with which they cooperate, like three self-locking dogs arranged at 120 each others in the same shot. 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 installation inclined on a base 31. The bar is lowered towards the base by means of guidance vertical, such as two guide lines 32 mounted at the end of two 1D guide posts 33, said guide lines and said cooperating guides alternately with two opening cones 34 from the moment 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 jacks 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 of the ends 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, by means of 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 lines, which are stretched with a surface installation, are placed when the bar is lowered and removed with a . ,. . ,. ; ...
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disconnection tool such as that described in patent FR-A-2,525,682. ~
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The bar also comprises spanning in a plane substantially hor; zontal lines or posts ~ guides two forks 36 allowing once the openable cones 34 open that the bar admits a certain transverse displacement in the direction of the axis of the forks 36 while being longitudinally positive; onnate.
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 watches in position outlet ~ allow both to lower the bar when you want the immobilizer; be on the base and on the other hand the lifting of it when we want to produce its removal from the base. 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 represented for a greater clarity of the figures.
Under each leg 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 will be able to cooperate with an inclined surface 42 making it possible to produce once the cone 34 has opened the tilting of the bar towards a tilted position. In Figure 3 the rollers are placed in such a way 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 -.
--` 1 32821 7 tilting takes place before the descent. The latter can be reset by removing feet 37 and 38.
Guide and latch means; llage, such as guide posts 43 and 44 cooperating respectively with chimneys 45 and 46 will allow ensure the positioning and locking of the bar in its posit; on final.
In the figure the guide posts 43 and 44 are of unequal lengths to allow effective immobilization of the bar with a relatively small lowering thereof. ~ `
The reference 47 tFig. 3) relates to the line end sleeve 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 inclination of the posts ~ guides locking 43 and ~ 4 as well as that of the sleeves are identical and correspond to the inclination that we want to give to 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 tilt angle of 18 with the vertical meets the requirement of a usual bundle of production hoses at 90 m depth in . ~,. . . . .
:
_ 9 _ 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 51, the opening centering cone to extend tilting by rolling of the rollers 41 (FIG. 4) on the inclined surface 52 until the posit; one inclined, where the removal of the feet by purging the cylinders of lifting and guiding by posts 53 and 54 produces the positioning of the bar on the base 55.
This positioning ends, the guide lines 50 are raised in surface while the suspension cables 51 are held by buoys related to 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 cart 62 mounted on guides secured to the base. The bar 63 has a plurality of gu; flexible line ends 64 60. These guides are provided means for retaining said line, such as self-blocking dogs 65 released by actuation of a release cylinder 66 located below each of the dogs and whose order is not shown for the sake of clarity.
Juxtaposed with guide 64, a first connection element 67 is placed 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 of 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 d a pulley 75, before ascending 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 allowing to correctly position the end of the flexible in its guide 64.
Extending its stroke in the tube, the arm drives more deeply the hose in the guide to ensure its mooring by means retainer 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.
removed from the hose, the fork 70 is raised for another use thanks to the lifting cable 81.
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~ `1 3282 1 7 Both the return pulley 75 and the split tube 76 are placed on the tilting tray 83 of a chario ~ which 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 tilting of the plate is carried out 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 approved.
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 rails 89 and 90. The guide horizontal of the carriage is carried out by rollers with vertical axes enclosing the sides 91 of the rail 90. Some of these rollers moved by motors not shown, can also ensure displacements 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 has been climbs back on the deck of a surface installation.
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 is first to index the end of the flexible line with the sleeve 102, then to produce the approximation of the end of the hose 100 with the line end sleeve 102 substantively so as to realize the engagement of one in the other (ie ~
their connection), then connecting and locking on the line flexible command 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 at 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 of reaction 108 which can penetrate into the base 109 to ensure the Tightening.
The clamping between the flexible 190 and the sleeve 102 by the intermediary of finger 108 and fork 105 is produced by means of cylinder 11 which reconciles the finger and the fork by sliding of their respective supports one inside the other. This together constitutes fork 105 and 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 No. 520,729 filed on October 17, 1968, having as invent teur ~ von C ~ STEL.
The loading of the assembly is carried out by a lateral ranslation relative to the axis of traction of the entire gantry 113, in which the assembly slides along the axis of traction.
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'~, ~', . .
The gantry 113 slides on the tray 114 is made at medium of cylinder 115, and guided by grooves placed in the plate 114 and cooperating with rollers 116 whose axes are integral with the support. The tilt of the platform as well as the guidance and the movement of the carriage are real; its as in the description illustrated by the figure 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 pinion 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 carried out, the reconciliation is produced, by between fork 105 and finger 108, hose 100 with sleeve 102 until they are connected. 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 transmit the order information to the flexible line by lines opening into the opening 124 of the crown 120.
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- ~ 328217 These lines 125, which can for example be electric or hydràuliques, (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 strip ~ either by a control hose whose end cooperates with a hydraulic or electric multiconnector of the type manufactured by MATRA ACB Company 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, via the 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, like a normally closed guillotine in rest position, to maintain the rod in the opening 124 of the crown 120.
The rod locking device 127 is automatically clearing 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 do; gt 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 129 of the control lines for the crown and seals toric 130 located in cane grooves to achieve the connection. Instead of placing the gorges and the o-rings on the cane, place them in the crown.
The lower part of the flexible line guide has a device :,:, -. . . .
. -. .
`` 132 ~ 217 safety, like a ring 131 ~ isaillabLe under a constraint determined, which allows, in the hypothesis where 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 flex lines; cables present.
In the event of failure, the flexible pipe is sheared by a means suitable, such as a shaped charge, above the guide level. This then allows to raise from the base, the bar and the hoses: ~
attached to the bar ~: ~
. .
An operating cable 132 is mounted at the top of the gantry 113 for ~ -allow the tool carrier trolley to be lowered and raised.
. 15 Figure 7 shows schematically the configuration of the beam 140 of lines ~.;
flexible between buried underground and surface installations:
142 in various working positions.
We assimilate the behavior of the beam to the behavior of the line la More fragile ZO, taking into account that, for the same type of hose, the minimum possible radius of curvature of the hose increases or becomes bare respectively when its diameter increases or decreases. -:
The average beam position, for which is calculated the inclination of the bar, is mentioned in phantom 143 then: -that the extreme positions allowed are shown in tra; t ple; n 144:
and in dotted lines 145.. :.
: ' The extreme positions are defined by the maximum angle that can.
support in service the end of the beam attached to base 141. The The minimum radius of curvature of the beam is close to 9 meters. The ¦ traction of the hoses on the bar is due to their buoyancy ~ -! generated by buoys attached to hoses and located substantially at .:
'~. ".
`` "1 3282 1 7 - 16 - ~ -concavite level downward 146 of the hose.
Depending on the different positions, buoy 147 pulls more or less vertically on the suspension means 148. Starting from the buoy 147 ~ cables. suspense; we join; gnent ensu; te without being tense the surface installation 142.
Figure 8 shows the general configuration of d; spos; t; f de product; on when disconnecting the base 150 from the installation surface 151.
To disconnect, you unlock each of the sound connectors end line end sleeve. The vertical traction exerted by the flexible buoys then allows the disconnection of the sleeve, ma; s is not sufficient; to separate the strip 153 from the base.
The bar 153 is ensui ~ e raised thanks to the feet 37 and 38 ~ Fig. 3) of way to produce its unlocking of the base. Finally, we exercise sufficient traction from the surface installation 151 on the suspension means 152 for separating the bar 153 from the base 150.
After lifting the bar, partially thanks to buoy 154 and a tensile force on the cable 152, the arrangement is obtained drawn in f; gure 9 where the dissociat; on of the surface installation from that of the bottom allows the installation; on the surface to move away without risk for it and for flexible production lines.
Figure 10 shows the general configuration of the production during reconnection.
The surface installation 155 as well as the hose bundle 156 is found at the base in a conf; guration similar to that in Figure 9. We then descend from the surface installation the guide lines 157 through the opening cones 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, then positioned as it was the first S times when she did not yet understand the hoses. Once locked as explained by the description of the figures previous, the lines are connected and locked as already described.
. . . . .
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