CA2076867C - Systeme de chargement pour milieux aquatiques - Google Patents
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Abstract
Système de chargement pour milieux aquatiques comprenant une structure de transfert (1) submersible et des moyens d'an- crage (2) de ladite structure de transfert. Le système de chargement comporte aussi une structure de fonds (3) et des moyens de manaeuvre permettant d'amener ladite structure de transfert dans un réceptacle (4) de la structure de fonds.
Description
WO 92/12045 PCf/FR91/01034 20'~68~7 _~~STEME :. CHARGEMENT POUR MILIEUx ApuaTIOUES
L'invention concerne un système ce chargement en milieu=
acuatiaues, plus particulièrement pour les r~oions arc:~a::es e.
suo-arctioues.
:e tels Sy52ème5 CQmDOr:ent une S:ruct:Jre ~e '..rarsfer' ~_ _3 ;.rO4UCtiCn sous-marine qui permet 'amener ie COntell~ w'Ur ~eservoir ou d'un pipe-line sous-marin vers un navire enleveur, tel un navire oetrolier. Tous les éléments de ce systeme doivent cresenter des structures résistantes aux icebergs et aux blocs de glace, ou à ta couche ae glace recouvrant certaines régions périodiauement, ou étre '.~ elaignes de la surface lorsque les conditions océano-metéorolocioues reviennent troc mauvaises.
Habituellement, le charaemen: en mer des ~.avires cetroliers se fait à partir d'un poste c'amarrage permanent co~s:itue o'.une eouee ancrée par oes chaines ou toute combinaison ce c-aines e:
'~ . _àbles. ~e chargement s'effectue par une canalisation flexiole red an:
ie reservoir sous-marin, ou le pipeline , à 'a bouee ou cirectemer: au navire ae chargement. Tous~ces postes ae chargement se caractérisent car la présence permanente d'un objet situé à la surface ou sans ia zone imméaiate de suosurface tune aizaine oe metres sous la surface ce ~ la mer>.
dans les mers exposées au gel ou aux g:aces oérivantes,~de :els postes d'amarrage seraient immédiatement détruits en cas c'imoac:
avec un bloc de glace, ou méme de prise en glace de la surface. Méme si ta structure ae ta bouee est Cnnf,IlP prsii~ réeieter ~ ~~~
~ eression de la glace, les forces d'interaction totales ~ésuttant ce la dérive des plaquer> de glabre sur lc~~ ~~c:~ste d'amarrage sont d' une telle int;ensitÉ~ ~.y_~e le:~ 1 igr:r,~, cl' ancrage ne peuvent résister. Il faut donc. ret ires de ~ a s~n-fac:e et de la sub-surface toute part ie n~u :~y:~tème d' arnarr<~ge c=n cas de menace de gel ou de rencontre d'un iceberg.
Le brevet US-4, 650, 4 _~l :~.ècr i-t: c.zn système qui permet une déconnexion rapide du r~a~rire de chargement de la structure de transfe-rt:, les conduites ou flexibles, permettant le transfert. de la pr ,_>c~rzc:t ion au navire de chargement étant immergés, à un niveau situé au-dessous de la zone de turbulence oL, de gl.ac~.iat ion de la mer et cependant à une certa~_nEv hauteur par- rapport au fond marin de façon à ce que le~~ pignes fLe:xiÉ_:les ne soient pas détériorées lo.r_squ'ell_es reposent ;i..zr 1e fond marin. Ce système préseni=e l' inconvén ieni: c3r~ i ais~~er les lignes f lexibles à portée des ï~:ïebergs, c:es dermiers pouvant avoir un tirant d'eau très impc;rt~nt (l00 -- oL: plus) .
Le document intitul-é "Sc.~ls fo.r float:ing production systems "' parti l or~> de 1 <:~ eoruférence "Floating Production Systems" à I=,gindres l.es 12 a:et l~? décembre 1989 décrit un système qui rue nécess:i-te <auc~un objet en surface pour transférer une prc~dLZCtion Vers un navire de chargement, mais qu.i pressente deux i nconvénient=s maj eurs il exige des navires pétrolie~x~s à positionnement dynamique et des équipements spêcï.~ux, ces navires devant être munis du système spécifique pa:mrr le cha.r_gc~men~::, c~~ qui impose de dédier des navires à cett:e ;~pèratioro. Ia.~ rnultiplication des systèmes de chargement sur chaque na~,Jire enleveur rend ainsi douteux l'intérêt économique du sy:~tème.
Le but de notre invention est de palier aux inconvénients subsistant; d< ns le..s Ç.ystèmes préexistants et d'offri:r un système moins. c:oûteu~: et ne laissant aucun objet à 1.a portée de t~.mas les <:~lément.perturbateurs tels les icebergs, 1_es violentes t_empët<~s ou tout autre événement océano-météorologique s~.aac.e~.>ti.ble d' endommager l'un des élémeni~s constituant un sy.r:émE=~ de chargement.
La présente invention ;risr~ un système de chargement pour t:ran:~;férer ~zn flui.de d' une structure de tond positionnée sur ~.m f c>nd rnar i.n a unau bouée de transfert submersible, comprenant ces moyens d'arm:rage pour ancrer la bouée de transfert, des moyens de noan~~~vre pour manc~uvrer 1.a bouée de trarusfert oe.r_:.~ la structure de fond, ladite structure de fond inc7.uarat un rëc~epi:ac~_e:, 1_esdits moyens de manceuvre incluant les m_yens d' ancrage qui sont reliés à
une structure flottante et des rno~,~~ens de ba_Llastage qui sont localisés entre la boutée de tr_~nsft~rt et la structure de fond, les moyens cl' arucr.-~g~~ et~ l~_e:~ rr:oyenr~ de b<~llastage étant aptes à dépl<~cer la rouée de t ransfert à l' antérieur du réceptacle de 1.a structure c~e for,~cv.
Ladite. structure de fcmd ~.~E:ut être composée d' au moins un réservoir de socs-marïn.
Le systéme ~~eul: comprwndre des moyens de transfert de la carg<~is~.~n coni,~~nuE-~ dans Ledit réservoir vers une structure flo~tarit~-' de c,haraxE~merlt, tel un navire.
Les moyens des t. rare sfc~rt 1=>euvnent comporter une structure de t:ransfert:. r~et. des mc~yc~n:~ de connexion et/ou de déconnexion de 1.a stru~tr:lre f.lottante~ et de la structure de transfert.
Ladite st:ruct~m:e de fond peut= être placée dans une excavation <creusée a~ins l~ ttrnd marin, ou posée sur 1e fond marin et entourée d' ~~n ta-~u::, dE~ prc:tection art.ifici.el.
i ~~ -Dans ces de~_ix. <:~a~;, leciit~ ré ceptacl.e est formé par un renfoncement du tc~i t= ,fie ladi.t=-~ >t:r:l.n~t:~.rre de fond.
Lad:it~° strucvt!me de fornd ~~eut étre constituée par la juxtaposition d'au moins de~..ix réservoirs immergés formant un espace vide situé au mi i :ieu de l ' ensemble ainsi formé.
Lesdits moyens de manoeuvre peuvent comporter des moyens de ballastage.
Lesdits moyens de manoei.zm:'e peuvent comporter_ un disposit=if mcanique tel. un treuil .
Lesdits moyen :-, de tyran_;:L-er_t de 7_a cargaison liquide peuvent. tre~ form>; par de:~ l:ignes flexibles connectes ladit=e strur_t ure de transfert par 1'intermd:iaire d'un ;o:i rvt tourn<ir.t.
hesdit,s rnoye~ns d' ancrage ;euv,~r,:t tre des ~ lignes t=elles des chanes aleur c~(i.es extrmit suprieure de lf~ur faon facilitez' 1e guic~aga e La boue dans le ~::l rceptacle.
L'avantage que prvsente 'nvention dcrite dans ce document est d' offrir un systrrie peu onreux, qui permet de mettre - ' - ~o7sss~
;'aori tous les e~éments constituant habituellement les postes ce c ~a-~2ment.
La presente invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristioues, détails et avantages de celle-ci aooaraitront _ plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement â titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 est une vue globale d'un systeme de chargement construit selon l'une des possibilités de réalisation de l'invention, montrant 1~ le système dans un état de fonctionnement et, par des lianes en pointillés, lP système lorsque la structure de transfert est r~noée â l'abri de tout élément perturbateur, - la figure 2 scnématise le dispositif ce vannes éeuipant 1,a ligne flexible lorsaue cette derniére est aussi utilisée comme ligne de 15 ballastage, - tes figures 3A e: 35 montrent ceux positions sans le fond marin possibles pour la structure de fond et l'excavatipn qu'elle comporte au niveau du toi:, - les figures 4A et 48 montrent une structure de fond rèalisée en 2C juxtaposant des réservoirs, - ta figure 5 est une variante du systeme décrit oréceaemmen: Bans lequel les moyens se manoeuvre comprennent un treuil, et - la figure d .montre sur un cas particulier, comment s'effectue l'introduction de la bouée dans le réceptacle.
25 La figure . illustre un systéme de chargement selon la présente invention qui comprend une structure de :ransfert submersible, ou bouee submersible, normalement flottante à la surface de la mer. La structure de transfert est ancrée sur le sol marin par un groupe de lignes d'ancrage 2 (au minimum 3 lignes) qui peuvent âtre 30 des câbles ou des chaines, ou toute combinaison de chaines et ce câbles avec des éléments tels que des .flotteurs ou des penseurs. En cas se menace par un iceberç dérivant ou de gel de la surface de la mer, la bouée est submergée dans un réceptacle ~ du rèservoir sous-marin 3.
WO 92/12045 PCT/FR91/Ot034 - 2o7sss~
La bouèe peut âtre munie d'un bras et d'une aussiere 'lOttam~.° Oui eSt rpCUpérè°_ par ~.? ~avire ~pUr 5'amar!'of.
Habituellement le bras peut tourner autour de l'axe vertical de la bouée, ce qui permet au navire de s'orienter dans la direction cri offre le moins de résistance à l'action des éléments marins (houle, vent, courant), en s'alignant dans la direction convenable.
Le réceptacle peut âtre formé oar un renfoncement local du toit du réservoir sous-marin. La profondeur de ce renfoncement est telle oue la bouée et ses accessoires ne dépassent pas du toit eu réservoir lorsque l'ensemble' est posé dans le réceptacle. La p-ofon dP~Jr sera fixée de préférence à partir de la hauteur de la bouee e~. ce ses accessoirés et en y ajoutant une garoe de l'ordre ae 1 à ? mètres formant une marge de sécurité. De cette fa6on, l'iceberg passant au dessus du réservoir ne risque pas d'endommager la bouée ainsi que ses équipements lorsque cette dernière se trouve dans le réceotacle.
Les dimensicns horizontales du réceptacle constituant l'abri de la bouée sont calculées en tenant compte des dimensions horizontales de la bouée et du déplacement horizontal de son axe lors de l'operation de ballastage lorsdu'elle est soumise à l'action du courant. Ce déplacement horizontal est limité par l'action des lignes d'ancrage. Compte tenu~des effets de rigidités exercées par ces lignes sur les bouées d'amarrage, an observe que L'écart maximum en plan oue subit la bouée par rapport à sa position de référence initiale, reste cortioatible avec les dimensions~des réservoirs jusqu'à des profondeurs de l'ordre de 120 à 150 m. Pour 100 m de profondeur, on peut escompter, par exemple, un écart de l'ordre de 15 à 20 m au maximum avec les systémes d'ancrage habituels. Il suffit alors oue le diamétre du réceptacle soit légérement supérieur au double de cet écart, augmenté du diamètre de la boùée et de ses accessoires c'estaà-dire ae l'ordre de 10 à 20 m, (les bouées considérées pour cette application ayant des diamètres de l'ordre de 5m) pour que la bouée puisse rentrer naturellement dans son abri au cnurc ~P l'immPreinn, Le diamétre du réceptacle doit âtre alors de l'ordre de 40 à 45 m ce qui reste parfaitement compatible avec les dimensions des WO 92/12045 PCT/FR91/01034' 20'686'7 reservoirs sous-marins c7ui atteignent en dimensions horizontales 100 m et e~ «au;=_- verticale au ~~inimur~ ?~ a ~,. .... l,~n exemcle crécis est donné un pe. plus loin dans la description.
~n ne sortira pas de la présente invention si la structure de fond formant abri n'a pas la fonction d'un réservoir mais tout autre fonction, voire la seule fonction de servir de réceptacle â la bouée.
Le chargement peut s'effectuer à partir d'un pipe-fine.
:.e chargement s'effectue par une canalisation flexible 5 reliant le réservoir 3 à la bouée 1. Un second flexible 6 Généralement couplé 2 l'aussisre ou oarall~le relie la jouée 1 au navire .. le passage par le bras tournant se fait Gar un joint to~rnart soé~ial connu de l'art antérieur.
On ne sortira pas de la présente invention si on utilise un flexible permettant d'amener directement la production du réservoir au navire. Dans ce cas une ligne utilisée pour l'operation de ballastage relie la structure de fond â la bouée. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire que cette derniére comporte un bras tournant.
Cette application peut éventuellement âtre envisagée pour un site 2Q abrité près d'une côte.
~a conduite flexible fonctionne normalement tant qu'elfe ne subit pas une flexion trop a:gue ou une Contrainte trop importante en particul;er au niveau de son point de fixation avec la structure de transfert. Les flexibles ûtilisés dans la présente invention présentent la particularité d'âtre facilement récupérables une fois qu'ils sont déposés sur le sol marin et, lors de la descente oe la bouée dans le réceptacle de se déposer naturellement sans faire ce noeuds. Ils vont ainsi se déposer .dans le réceptacle au fur et à
mesure que la bouée s'enfonce dans le réceptacle. Le point de jonction d'un flexible à la structure de transfert se fera à l'aide d'un joint tournant habituellement utilisé pour le transfert des fluides haute pression permettant au flPYihl.P dP çe pne;ti~nn,nr n~t;~rollemC,~.t :.
fait de ne pas subir de contraintes pouvant le détériorer lorsoue la bouée atteint sa position finale dans le réceptacle.
WO 92/120A5 PCT/iR91/01034 Les moyens de manoeuvre permettant Ce positionner :a boue crans la structure de fond comprennent une ligne '.laxib:e, et 3,: ~'~ir:;
un compartiment de ballastage de la bouée.
Lorsque les conditions océano-météorologiques lé
nècessitent la bouée est immergée par ballastage de compartiments en eau de mer. La bouée peut étre constituée de deux types de comoarti ments. La premiére catégorie est constituée de compartiments ~e méme nature que dans les bouées traditionnelles, toujours vide ou remplis d'un matériau léger de remplissage par sécurité. La seconde catégorie est constituée de compartiments de ballastage qui peuvent âtre vines ou remplis par de !'eau ~e mer ou tout autre 'guide permettant oe ballaster la bouée. Le volume respectif des Ceux compartiments e=-calculé de façon à ce que la bouée flotte normalement en surrace en supportant son ancrage lorsque les compartiments ballastables sont vides, et en ce qu'elle présente un poids apparent légérement positif, sans le poids de l'ancrage, lorsqu'elle repose dans le réceptacle.
A partir de la situation en flottaison normale, :'immer-sion est obtenue, par exemple, en introduisant éventuellement par pompage, de l'eau de mer dans les compartiments ballastables. Ainsi, les moyens de manoeuvre de la bouée peuvent comporter une pompe et une ligne d'amenée de l'eau de mer dans les compartiments ballastabtes.
Dans un premier mode de réalisation, la pompe. est située sur le fond marin ou sur le réservoir sous°marin. Une ligne flexible permet de relier le réservoir à la bouée. Cette ligne flexiaie peut w 25 âtre la ligne flexible de~ chargement 5 du navire. Dans ce cas, elle est munie de vannes télécommandées d'isolement à chaque extrémité
schématisées sur la figure 2 qui permettent d'utiliser alternativement ladite ligne 5 pour le ballastage de la bouée ou pour le remplissage du navire. Lorsque la ligne 5 sert de ligne de chargement lés vannes 11 et 12 sont ouvertes de façon à permettre la circulation du liauide du réservoir au navire de chargement. Lors de l'opération de ballastage les vannes ll Pr 17. ~nnr fPrmpps, la .canne 1n est de façon à permettre à l'eau de mer de passer dans le flexible 5 et ensuite grâce à l'ouverture de la vanne 13 de pénétrer dans un des 6V0 92/i2045 PCT/FR91/01034 compartiments ~e ballastage. On effectuera l'coeration '.nverse a..
~lVeaU :__°S C_~.~:Uree ot reS ferme:'~'rB5 C__°5 Vann?:
..~.rS.~.::e t'C' repasse a l'~~ération de chargement d'un navire. Des lignes ce télécommandes ~es opérations de ballastage ou ce chargement son~
associées à la signe flexible de ballastage.
Ceste disposition présente toutefois un inconvénient qui est de devoir vidanger et nettoyer la liane en recueillant et e~
traitant l'eau ce ballastage après chaque remplissage de navire pour éviter de contaminer l'eau de ballastage rejetée à la mer. On utilise donc une deuxième ligne flexible spécialement affectes au ballastage, cette derniare crésentant des propriétés identiaues à ls ligne : d--__ chargement cé:~ite Précédemment. Cette seconae ligne osut~ êt~=
solidarisée à :a Dremière, sur toute ou au moins une aart~e ~Ce sa loncueur.
Au fur et à mesure de l'introduction de l'eau dans les compartiments ~e~ ballastage, la bouée s'alourcit et s'enfonce. Le contrôle de l'i:r:mersion de la bouée est rendu possible par le poids des lignes d'a~~rage. Au fur et à mesure de l'enfoncement de la bouée, une longueur glus importante de chaque ligne d'ancrage repose sur le fond. La longueur soulevée. diminue donc et par suite son poids. C'~
~~peut ainsi trouver une profondeur stable pour chaeue ouantité ae.
liquide introcuit selon le principe connu du guiae-rope utilisé sur les ballons. :e cette facon, la bouèe se pose en douceur sur le for:.
sans vitesse c'imoact excessive, le joint tournant ~ermeftant ~a,:
flexible de ne pas étre endommagé lorsque la bouée est dans sa position finale dans le réceptacle.
Dans un ~premie r made de réalisation l'air est maintenu prisonnier sous pression dans les réservoirs au cours de l'opération de ballastage. Dans ce cas, l'évacuation de l'eau de ballàstage par ouverture d'une vanne vers la mer permet de chasser l'eau de mer et de faire remonter l'ensemble à la surface lorsque tes conditions oceano-méténroloainnPÇ naviennent _plus favorahles.
Une autre façon de proeéder est de maintenir une pression à peu près constante en évacuant l'air au- fur e: à mesure de - 20'~686'~
l'introduction oe l'eau cens les compartiments. Le déballastage ='°ffe~tUe a:~'S e'1 '~:rOd::7S~~t CE s'ait SOLS-GrE5510n. ~.
SySt°"°
est alors eauipe d'une ligne qui permet l'introduction cu l'évacuat;cn de l'air, cette oerniére pouvant étre solidaire du flexible ae chargement ou ae ballastage.
Une autre variante consiste à utiliser le couple eau-huile pour réaliser l'alourdissement et l'allégement suecessifs ce la bouée.
Ce mode permet oe minimiser les différences de pression qui s'exercent sur les parois de la bouée et réduire la perte de stabilisé, par effet de caréne liquide. Dans ce cas, on concoit W structure oe la be..ee avec des compartiments ~e ballastage dont ~_~s vommes sent pisse importants pue pour le couple eau-air.
Les figures 3A et 38 décrivent ceux positions possibles pour la stucture de fond. La figure 3A montre le réservoir sous-marin 3 placé dans une excavation 31 creusèe au fond de la mer 3~ oe façon à
ce que le réservoir sous-marin soit soustrait aux impacts possibles des 'i cebergs 30.
La figure 39 montre le reservoir sous-ma°in 3 pesé sur le fond de la mer 32 et entouré d'un talus 33 de protection artificiel 2v qui arréte les icebergs de trcp grand tirant d'ea,.. Ce taros peut jt~e construit par l'immersion de matériaux ?ranulaires tels du sable, ces morceaux ae béton ou tout autre matériau remplissant la mémo fonction.
L'immersion s'eff.ectue à partir d'un navire ou bien par dragage sur te fond de la mer dans le voisinage immédiat du reservoir.
Une autre possibilité est d'utiliser une structure suffisamment résistante pour soutenir sans dommage l'impact d'un iceberg, ce qui èvite la construction d'un talus de protection.
Les figures 4A et 49 montrent en plan et en coupe un arrangement possible de quatre éléments de réservoir ménageant un 3~ espace vide en leur milieu. Le réservoir est constitué par la juxtaposition d'éléments 41, 42, 43, 44 disposés de tacon à former un ~~r~.~:~ ?;4e ré~or. ln h.
Y OU . ,.,.t3C . N~Ur la ~'vuéé ôü ~ï~ i ~ i2u lie l'ensem~lr.
Dans le cas des figures 4A et 49, les éléments ont des formes rectangulaires mais on peut utiliser toute autre forme. Le nomore WO 92/12Dd5 PGT/E'R91/01034 - 10 - 20'76867 d'éléments constituant la structure ~eoeno ee la forme ae ces carniers. L'ensemole es: ~~~mergé cite à __:e a ca-:;r ce la su-face =-.
les éléments sont reliés entre eux par ces canalisations.
Ce mode de construction permet de limiter la taille ee~s unités à eeclacer et facilite les opèraticns à réaliser.
Cette disposition permet par ailleurs d'abriter tous les autres éeuipements sous-marins sensibles à un impact, tels que les canalisations, vannes, etc...
Les éléments formant abri aeuvent avoir une autre fonction "J que celle de réservoir, voire la seule fonction de servir ce réceptacle à la bouée.
Une autre variante consiste à fixer la pompe sur la noue=.
Dans ce cas, le flexible de ballastage est remplacé par un câble électrique servant à amener l'énergie à un moteur entrainant la pompe.
15 Le moteur et la pompe sont alors placés dans un compartiment étanche de la bouée de façon â éviter tout probléme lors de l'immersion de la bouée.
La fiaure 5 montre une autre variante de réalisation du~
système dans laquelle les moyens de manoeuvre camportent un treuil :û.
20 Les éléments communs au système dècrit dans la figure 1 portent :a méme référence.
Notamment, dans te cas oG tes moyens d'ancrage sont insuffisants pour guider la bouée de la surface ee la mer à sa position finaie dans le réceptacle 4, Far exempte lors oe conditions 25 océano-météorologiques défavorables, le s~stéme comprend un treuil nui permet de descendre la bouée dans le réceptacle. Le treuil 50 est de préférence situé dans un logement de la bouée 1 pour des raisons ae facilité d'entretien et de maintenance. Cet exemple est nullement limitatif, le treuil 50 pouvant étre situé sur la bouée, ôu sur le 30 réservoir.
Le treuil â tension constante tend un câble 51 situé entre la I7QIJf!P 1 et IP réGerlIAl,r Z, La ~e.;~;,~.; ~~~ ~~blç :' cSt fonction des efforts horizontaux susceptibles de s'exercer sur 'la bouée.
_ " _ 20768fi'~
Or ~e sertira pas Ce la prése~-.= invention si le 5ysteme ca manoeuvre c_-,~or:e plusieurs treuils.
~Jr exemple chiffr permet de c:-=rtiser le fonctionnemen.
du systme d: rit prcdemment,savoi~ :a possibilit de faire arriver la boue suomersible le rce~:acle de la structure dans oe fond avec pour seul guidage les lignes d'as=rage, pour des conditions ecano-mtorologiques svres lesque..es la vitesse pour du courant prs du fond a une valeur , ce c:.= est une valeur de 0,5 m/s suprieure aux ordres de Grandeur des habitue.. es.
vitesses Ci-aprs, les donnes reprsen:::ives d'un ancrage peur un systme de cnargement :
- profondeur C'eau . 100 me:~es - boue : diamtre . 10 moires hauteur . 5 m~-.~es - nombre de lignes d'ancrageb re_ulirement rpartie.
.
- type . 4 p~-ses grade U3 - tension de r;:Dture . 7320 k!.
- poids appare~,t dans l'eau des lignes . 1,9' <N/m - prtension ces lignes . 700 k'.
- vitesse du courant prs 0,. -is du fond :
On considre un rservoir ente~-tel que represent sur la figure 3A. tes cas de 1 et ce la figure 3g so.~.t la figure plus favorables.
Suaposons par ailleurs que la ._ngueur des lignes soit oe 850 m, ce qui correspond à peu prés à la longueur soulevée lorsque l'on atteint ~la tension de rupture. La di::ance horizontale projetée entre le point d'accrochage sur la bouée et l'ancre est alors ae 822,35 m pour obténir une prétension de 70 <N.
Cette distance de 822,35 m es: obtenue en appliouant tes formules bien connues des chainettes, e~ corrigeant la longueur initiale oe la ligne pour tenir compte c= son allonaemenr sous la prétensïon initiale de 70 kN. On obtient ainsi une lonoueur d'environ 850,27 m après mise en tension..
~YO 92/12045 PCT/FR91/01034 20'~~86"~
_ 12 _ Les formules ces chainettes ecnnent la langueur scmevée s ~e la : one par la ',.~~ule s = ~ d2 + 2da d étant la distance verticale du point de contact sur le sol à
:'oxtremité, é?ale ici à la profondeur d'eau et a l: para-=:re de !a chainette H T - lJ d a - - -~J ~J
avec H = composante rorizontale de la tension . ~ l'ex~.~ém;té e~
GJ= poids linéique de la ligne. On obtient ainsi H = 503 kN
a = 255,3 m s = 100 + 2 x 100 x 255,3 - 247,'t1 m Il reste une longueur non soulevas sur :e sol de 850,27 - 247,11 = 603,16 m.
l.a distance horizontale x correspondant à la partie soulevée de la ligne s'obtient avec la formuie x 2l~ S _ a Sh a qui permet de calculer x = 219,19 m, et une pistante totale horizontale de 603,16 + 219,19 = 822,35 m.
La distance des ancres à :'axe ce la nouée, pans sa position initiale, et de son logement, est donc de 1~
do - 822,35 + - - 827,35 m
L'invention concerne un système ce chargement en milieu=
acuatiaues, plus particulièrement pour les r~oions arc:~a::es e.
suo-arctioues.
:e tels Sy52ème5 CQmDOr:ent une S:ruct:Jre ~e '..rarsfer' ~_ _3 ;.rO4UCtiCn sous-marine qui permet 'amener ie COntell~ w'Ur ~eservoir ou d'un pipe-line sous-marin vers un navire enleveur, tel un navire oetrolier. Tous les éléments de ce systeme doivent cresenter des structures résistantes aux icebergs et aux blocs de glace, ou à ta couche ae glace recouvrant certaines régions périodiauement, ou étre '.~ elaignes de la surface lorsque les conditions océano-metéorolocioues reviennent troc mauvaises.
Habituellement, le charaemen: en mer des ~.avires cetroliers se fait à partir d'un poste c'amarrage permanent co~s:itue o'.une eouee ancrée par oes chaines ou toute combinaison ce c-aines e:
'~ . _àbles. ~e chargement s'effectue par une canalisation flexiole red an:
ie reservoir sous-marin, ou le pipeline , à 'a bouee ou cirectemer: au navire ae chargement. Tous~ces postes ae chargement se caractérisent car la présence permanente d'un objet situé à la surface ou sans ia zone imméaiate de suosurface tune aizaine oe metres sous la surface ce ~ la mer>.
dans les mers exposées au gel ou aux g:aces oérivantes,~de :els postes d'amarrage seraient immédiatement détruits en cas c'imoac:
avec un bloc de glace, ou méme de prise en glace de la surface. Méme si ta structure ae ta bouee est Cnnf,IlP prsii~ réeieter ~ ~~~
~ eression de la glace, les forces d'interaction totales ~ésuttant ce la dérive des plaquer> de glabre sur lc~~ ~~c:~ste d'amarrage sont d' une telle int;ensitÉ~ ~.y_~e le:~ 1 igr:r,~, cl' ancrage ne peuvent résister. Il faut donc. ret ires de ~ a s~n-fac:e et de la sub-surface toute part ie n~u :~y:~tème d' arnarr<~ge c=n cas de menace de gel ou de rencontre d'un iceberg.
Le brevet US-4, 650, 4 _~l :~.ècr i-t: c.zn système qui permet une déconnexion rapide du r~a~rire de chargement de la structure de transfe-rt:, les conduites ou flexibles, permettant le transfert. de la pr ,_>c~rzc:t ion au navire de chargement étant immergés, à un niveau situé au-dessous de la zone de turbulence oL, de gl.ac~.iat ion de la mer et cependant à une certa~_nEv hauteur par- rapport au fond marin de façon à ce que le~~ pignes fLe:xiÉ_:les ne soient pas détériorées lo.r_squ'ell_es reposent ;i..zr 1e fond marin. Ce système préseni=e l' inconvén ieni: c3r~ i ais~~er les lignes f lexibles à portée des ï~:ïebergs, c:es dermiers pouvant avoir un tirant d'eau très impc;rt~nt (l00 -- oL: plus) .
Le document intitul-é "Sc.~ls fo.r float:ing production systems "' parti l or~> de 1 <:~ eoruférence "Floating Production Systems" à I=,gindres l.es 12 a:et l~? décembre 1989 décrit un système qui rue nécess:i-te <auc~un objet en surface pour transférer une prc~dLZCtion Vers un navire de chargement, mais qu.i pressente deux i nconvénient=s maj eurs il exige des navires pétrolie~x~s à positionnement dynamique et des équipements spêcï.~ux, ces navires devant être munis du système spécifique pa:mrr le cha.r_gc~men~::, c~~ qui impose de dédier des navires à cett:e ;~pèratioro. Ia.~ rnultiplication des systèmes de chargement sur chaque na~,Jire enleveur rend ainsi douteux l'intérêt économique du sy:~tème.
Le but de notre invention est de palier aux inconvénients subsistant; d< ns le..s Ç.ystèmes préexistants et d'offri:r un système moins. c:oûteu~: et ne laissant aucun objet à 1.a portée de t~.mas les <:~lément.perturbateurs tels les icebergs, 1_es violentes t_empët<~s ou tout autre événement océano-météorologique s~.aac.e~.>ti.ble d' endommager l'un des élémeni~s constituant un sy.r:émE=~ de chargement.
La présente invention ;risr~ un système de chargement pour t:ran:~;férer ~zn flui.de d' une structure de tond positionnée sur ~.m f c>nd rnar i.n a unau bouée de transfert submersible, comprenant ces moyens d'arm:rage pour ancrer la bouée de transfert, des moyens de noan~~~vre pour manc~uvrer 1.a bouée de trarusfert oe.r_:.~ la structure de fond, ladite structure de fond inc7.uarat un rëc~epi:ac~_e:, 1_esdits moyens de manceuvre incluant les m_yens d' ancrage qui sont reliés à
une structure flottante et des rno~,~~ens de ba_Llastage qui sont localisés entre la boutée de tr_~nsft~rt et la structure de fond, les moyens cl' arucr.-~g~~ et~ l~_e:~ rr:oyenr~ de b<~llastage étant aptes à dépl<~cer la rouée de t ransfert à l' antérieur du réceptacle de 1.a structure c~e for,~cv.
Ladite. structure de fcmd ~.~E:ut être composée d' au moins un réservoir de socs-marïn.
Le systéme ~~eul: comprwndre des moyens de transfert de la carg<~is~.~n coni,~~nuE-~ dans Ledit réservoir vers une structure flo~tarit~-' de c,haraxE~merlt, tel un navire.
Les moyens des t. rare sfc~rt 1=>euvnent comporter une structure de t:ransfert:. r~et. des mc~yc~n:~ de connexion et/ou de déconnexion de 1.a stru~tr:lre f.lottante~ et de la structure de transfert.
Ladite st:ruct~m:e de fond peut= être placée dans une excavation <creusée a~ins l~ ttrnd marin, ou posée sur 1e fond marin et entourée d' ~~n ta-~u::, dE~ prc:tection art.ifici.el.
i ~~ -Dans ces de~_ix. <:~a~;, leciit~ ré ceptacl.e est formé par un renfoncement du tc~i t= ,fie ladi.t=-~ >t:r:l.n~t:~.rre de fond.
Lad:it~° strucvt!me de fornd ~~eut étre constituée par la juxtaposition d'au moins de~..ix réservoirs immergés formant un espace vide situé au mi i :ieu de l ' ensemble ainsi formé.
Lesdits moyens de manoeuvre peuvent comporter des moyens de ballastage.
Lesdits moyens de manoei.zm:'e peuvent comporter_ un disposit=if mcanique tel. un treuil .
Lesdits moyen :-, de tyran_;:L-er_t de 7_a cargaison liquide peuvent. tre~ form>; par de:~ l:ignes flexibles connectes ladit=e strur_t ure de transfert par 1'intermd:iaire d'un ;o:i rvt tourn<ir.t.
hesdit,s rnoye~ns d' ancrage ;euv,~r,:t tre des ~ lignes t=elles des chanes aleur c~(i.es extrmit suprieure de lf~ur faon facilitez' 1e guic~aga e La boue dans le ~::l rceptacle.
L'avantage que prvsente 'nvention dcrite dans ce document est d' offrir un systrrie peu onreux, qui permet de mettre - ' - ~o7sss~
;'aori tous les e~éments constituant habituellement les postes ce c ~a-~2ment.
La presente invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristioues, détails et avantages de celle-ci aooaraitront _ plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement â titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 est une vue globale d'un systeme de chargement construit selon l'une des possibilités de réalisation de l'invention, montrant 1~ le système dans un état de fonctionnement et, par des lianes en pointillés, lP système lorsque la structure de transfert est r~noée â l'abri de tout élément perturbateur, - la figure 2 scnématise le dispositif ce vannes éeuipant 1,a ligne flexible lorsaue cette derniére est aussi utilisée comme ligne de 15 ballastage, - tes figures 3A e: 35 montrent ceux positions sans le fond marin possibles pour la structure de fond et l'excavatipn qu'elle comporte au niveau du toi:, - les figures 4A et 48 montrent une structure de fond rèalisée en 2C juxtaposant des réservoirs, - ta figure 5 est une variante du systeme décrit oréceaemmen: Bans lequel les moyens se manoeuvre comprennent un treuil, et - la figure d .montre sur un cas particulier, comment s'effectue l'introduction de la bouée dans le réceptacle.
25 La figure . illustre un systéme de chargement selon la présente invention qui comprend une structure de :ransfert submersible, ou bouee submersible, normalement flottante à la surface de la mer. La structure de transfert est ancrée sur le sol marin par un groupe de lignes d'ancrage 2 (au minimum 3 lignes) qui peuvent âtre 30 des câbles ou des chaines, ou toute combinaison de chaines et ce câbles avec des éléments tels que des .flotteurs ou des penseurs. En cas se menace par un iceberç dérivant ou de gel de la surface de la mer, la bouée est submergée dans un réceptacle ~ du rèservoir sous-marin 3.
WO 92/12045 PCT/FR91/Ot034 - 2o7sss~
La bouèe peut âtre munie d'un bras et d'une aussiere 'lOttam~.° Oui eSt rpCUpérè°_ par ~.? ~avire ~pUr 5'amar!'of.
Habituellement le bras peut tourner autour de l'axe vertical de la bouée, ce qui permet au navire de s'orienter dans la direction cri offre le moins de résistance à l'action des éléments marins (houle, vent, courant), en s'alignant dans la direction convenable.
Le réceptacle peut âtre formé oar un renfoncement local du toit du réservoir sous-marin. La profondeur de ce renfoncement est telle oue la bouée et ses accessoires ne dépassent pas du toit eu réservoir lorsque l'ensemble' est posé dans le réceptacle. La p-ofon dP~Jr sera fixée de préférence à partir de la hauteur de la bouee e~. ce ses accessoirés et en y ajoutant une garoe de l'ordre ae 1 à ? mètres formant une marge de sécurité. De cette fa6on, l'iceberg passant au dessus du réservoir ne risque pas d'endommager la bouée ainsi que ses équipements lorsque cette dernière se trouve dans le réceotacle.
Les dimensicns horizontales du réceptacle constituant l'abri de la bouée sont calculées en tenant compte des dimensions horizontales de la bouée et du déplacement horizontal de son axe lors de l'operation de ballastage lorsdu'elle est soumise à l'action du courant. Ce déplacement horizontal est limité par l'action des lignes d'ancrage. Compte tenu~des effets de rigidités exercées par ces lignes sur les bouées d'amarrage, an observe que L'écart maximum en plan oue subit la bouée par rapport à sa position de référence initiale, reste cortioatible avec les dimensions~des réservoirs jusqu'à des profondeurs de l'ordre de 120 à 150 m. Pour 100 m de profondeur, on peut escompter, par exemple, un écart de l'ordre de 15 à 20 m au maximum avec les systémes d'ancrage habituels. Il suffit alors oue le diamétre du réceptacle soit légérement supérieur au double de cet écart, augmenté du diamètre de la boùée et de ses accessoires c'estaà-dire ae l'ordre de 10 à 20 m, (les bouées considérées pour cette application ayant des diamètres de l'ordre de 5m) pour que la bouée puisse rentrer naturellement dans son abri au cnurc ~P l'immPreinn, Le diamétre du réceptacle doit âtre alors de l'ordre de 40 à 45 m ce qui reste parfaitement compatible avec les dimensions des WO 92/12045 PCT/FR91/01034' 20'686'7 reservoirs sous-marins c7ui atteignent en dimensions horizontales 100 m et e~ «au;=_- verticale au ~~inimur~ ?~ a ~,. .... l,~n exemcle crécis est donné un pe. plus loin dans la description.
~n ne sortira pas de la présente invention si la structure de fond formant abri n'a pas la fonction d'un réservoir mais tout autre fonction, voire la seule fonction de servir de réceptacle â la bouée.
Le chargement peut s'effectuer à partir d'un pipe-fine.
:.e chargement s'effectue par une canalisation flexible 5 reliant le réservoir 3 à la bouée 1. Un second flexible 6 Généralement couplé 2 l'aussisre ou oarall~le relie la jouée 1 au navire .. le passage par le bras tournant se fait Gar un joint to~rnart soé~ial connu de l'art antérieur.
On ne sortira pas de la présente invention si on utilise un flexible permettant d'amener directement la production du réservoir au navire. Dans ce cas une ligne utilisée pour l'operation de ballastage relie la structure de fond â la bouée. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire que cette derniére comporte un bras tournant.
Cette application peut éventuellement âtre envisagée pour un site 2Q abrité près d'une côte.
~a conduite flexible fonctionne normalement tant qu'elfe ne subit pas une flexion trop a:gue ou une Contrainte trop importante en particul;er au niveau de son point de fixation avec la structure de transfert. Les flexibles ûtilisés dans la présente invention présentent la particularité d'âtre facilement récupérables une fois qu'ils sont déposés sur le sol marin et, lors de la descente oe la bouée dans le réceptacle de se déposer naturellement sans faire ce noeuds. Ils vont ainsi se déposer .dans le réceptacle au fur et à
mesure que la bouée s'enfonce dans le réceptacle. Le point de jonction d'un flexible à la structure de transfert se fera à l'aide d'un joint tournant habituellement utilisé pour le transfert des fluides haute pression permettant au flPYihl.P dP çe pne;ti~nn,nr n~t;~rollemC,~.t :.
fait de ne pas subir de contraintes pouvant le détériorer lorsoue la bouée atteint sa position finale dans le réceptacle.
WO 92/120A5 PCT/iR91/01034 Les moyens de manoeuvre permettant Ce positionner :a boue crans la structure de fond comprennent une ligne '.laxib:e, et 3,: ~'~ir:;
un compartiment de ballastage de la bouée.
Lorsque les conditions océano-météorologiques lé
nècessitent la bouée est immergée par ballastage de compartiments en eau de mer. La bouée peut étre constituée de deux types de comoarti ments. La premiére catégorie est constituée de compartiments ~e méme nature que dans les bouées traditionnelles, toujours vide ou remplis d'un matériau léger de remplissage par sécurité. La seconde catégorie est constituée de compartiments de ballastage qui peuvent âtre vines ou remplis par de !'eau ~e mer ou tout autre 'guide permettant oe ballaster la bouée. Le volume respectif des Ceux compartiments e=-calculé de façon à ce que la bouée flotte normalement en surrace en supportant son ancrage lorsque les compartiments ballastables sont vides, et en ce qu'elle présente un poids apparent légérement positif, sans le poids de l'ancrage, lorsqu'elle repose dans le réceptacle.
A partir de la situation en flottaison normale, :'immer-sion est obtenue, par exemple, en introduisant éventuellement par pompage, de l'eau de mer dans les compartiments ballastables. Ainsi, les moyens de manoeuvre de la bouée peuvent comporter une pompe et une ligne d'amenée de l'eau de mer dans les compartiments ballastabtes.
Dans un premier mode de réalisation, la pompe. est située sur le fond marin ou sur le réservoir sous°marin. Une ligne flexible permet de relier le réservoir à la bouée. Cette ligne flexiaie peut w 25 âtre la ligne flexible de~ chargement 5 du navire. Dans ce cas, elle est munie de vannes télécommandées d'isolement à chaque extrémité
schématisées sur la figure 2 qui permettent d'utiliser alternativement ladite ligne 5 pour le ballastage de la bouée ou pour le remplissage du navire. Lorsque la ligne 5 sert de ligne de chargement lés vannes 11 et 12 sont ouvertes de façon à permettre la circulation du liauide du réservoir au navire de chargement. Lors de l'opération de ballastage les vannes ll Pr 17. ~nnr fPrmpps, la .canne 1n est de façon à permettre à l'eau de mer de passer dans le flexible 5 et ensuite grâce à l'ouverture de la vanne 13 de pénétrer dans un des 6V0 92/i2045 PCT/FR91/01034 compartiments ~e ballastage. On effectuera l'coeration '.nverse a..
~lVeaU :__°S C_~.~:Uree ot reS ferme:'~'rB5 C__°5 Vann?:
..~.rS.~.::e t'C' repasse a l'~~ération de chargement d'un navire. Des lignes ce télécommandes ~es opérations de ballastage ou ce chargement son~
associées à la signe flexible de ballastage.
Ceste disposition présente toutefois un inconvénient qui est de devoir vidanger et nettoyer la liane en recueillant et e~
traitant l'eau ce ballastage après chaque remplissage de navire pour éviter de contaminer l'eau de ballastage rejetée à la mer. On utilise donc une deuxième ligne flexible spécialement affectes au ballastage, cette derniare crésentant des propriétés identiaues à ls ligne : d--__ chargement cé:~ite Précédemment. Cette seconae ligne osut~ êt~=
solidarisée à :a Dremière, sur toute ou au moins une aart~e ~Ce sa loncueur.
Au fur et à mesure de l'introduction de l'eau dans les compartiments ~e~ ballastage, la bouée s'alourcit et s'enfonce. Le contrôle de l'i:r:mersion de la bouée est rendu possible par le poids des lignes d'a~~rage. Au fur et à mesure de l'enfoncement de la bouée, une longueur glus importante de chaque ligne d'ancrage repose sur le fond. La longueur soulevée. diminue donc et par suite son poids. C'~
~~peut ainsi trouver une profondeur stable pour chaeue ouantité ae.
liquide introcuit selon le principe connu du guiae-rope utilisé sur les ballons. :e cette facon, la bouèe se pose en douceur sur le for:.
sans vitesse c'imoact excessive, le joint tournant ~ermeftant ~a,:
flexible de ne pas étre endommagé lorsque la bouée est dans sa position finale dans le réceptacle.
Dans un ~premie r made de réalisation l'air est maintenu prisonnier sous pression dans les réservoirs au cours de l'opération de ballastage. Dans ce cas, l'évacuation de l'eau de ballàstage par ouverture d'une vanne vers la mer permet de chasser l'eau de mer et de faire remonter l'ensemble à la surface lorsque tes conditions oceano-méténroloainnPÇ naviennent _plus favorahles.
Une autre façon de proeéder est de maintenir une pression à peu près constante en évacuant l'air au- fur e: à mesure de - 20'~686'~
l'introduction oe l'eau cens les compartiments. Le déballastage ='°ffe~tUe a:~'S e'1 '~:rOd::7S~~t CE s'ait SOLS-GrE5510n. ~.
SySt°"°
est alors eauipe d'une ligne qui permet l'introduction cu l'évacuat;cn de l'air, cette oerniére pouvant étre solidaire du flexible ae chargement ou ae ballastage.
Une autre variante consiste à utiliser le couple eau-huile pour réaliser l'alourdissement et l'allégement suecessifs ce la bouée.
Ce mode permet oe minimiser les différences de pression qui s'exercent sur les parois de la bouée et réduire la perte de stabilisé, par effet de caréne liquide. Dans ce cas, on concoit W structure oe la be..ee avec des compartiments ~e ballastage dont ~_~s vommes sent pisse importants pue pour le couple eau-air.
Les figures 3A et 38 décrivent ceux positions possibles pour la stucture de fond. La figure 3A montre le réservoir sous-marin 3 placé dans une excavation 31 creusèe au fond de la mer 3~ oe façon à
ce que le réservoir sous-marin soit soustrait aux impacts possibles des 'i cebergs 30.
La figure 39 montre le reservoir sous-ma°in 3 pesé sur le fond de la mer 32 et entouré d'un talus 33 de protection artificiel 2v qui arréte les icebergs de trcp grand tirant d'ea,.. Ce taros peut jt~e construit par l'immersion de matériaux ?ranulaires tels du sable, ces morceaux ae béton ou tout autre matériau remplissant la mémo fonction.
L'immersion s'eff.ectue à partir d'un navire ou bien par dragage sur te fond de la mer dans le voisinage immédiat du reservoir.
Une autre possibilité est d'utiliser une structure suffisamment résistante pour soutenir sans dommage l'impact d'un iceberg, ce qui èvite la construction d'un talus de protection.
Les figures 4A et 49 montrent en plan et en coupe un arrangement possible de quatre éléments de réservoir ménageant un 3~ espace vide en leur milieu. Le réservoir est constitué par la juxtaposition d'éléments 41, 42, 43, 44 disposés de tacon à former un ~~r~.~:~ ?;4e ré~or. ln h.
Y OU . ,.,.t3C . N~Ur la ~'vuéé ôü ~ï~ i ~ i2u lie l'ensem~lr.
Dans le cas des figures 4A et 49, les éléments ont des formes rectangulaires mais on peut utiliser toute autre forme. Le nomore WO 92/12Dd5 PGT/E'R91/01034 - 10 - 20'76867 d'éléments constituant la structure ~eoeno ee la forme ae ces carniers. L'ensemole es: ~~~mergé cite à __:e a ca-:;r ce la su-face =-.
les éléments sont reliés entre eux par ces canalisations.
Ce mode de construction permet de limiter la taille ee~s unités à eeclacer et facilite les opèraticns à réaliser.
Cette disposition permet par ailleurs d'abriter tous les autres éeuipements sous-marins sensibles à un impact, tels que les canalisations, vannes, etc...
Les éléments formant abri aeuvent avoir une autre fonction "J que celle de réservoir, voire la seule fonction de servir ce réceptacle à la bouée.
Une autre variante consiste à fixer la pompe sur la noue=.
Dans ce cas, le flexible de ballastage est remplacé par un câble électrique servant à amener l'énergie à un moteur entrainant la pompe.
15 Le moteur et la pompe sont alors placés dans un compartiment étanche de la bouée de façon â éviter tout probléme lors de l'immersion de la bouée.
La fiaure 5 montre une autre variante de réalisation du~
système dans laquelle les moyens de manoeuvre camportent un treuil :û.
20 Les éléments communs au système dècrit dans la figure 1 portent :a méme référence.
Notamment, dans te cas oG tes moyens d'ancrage sont insuffisants pour guider la bouée de la surface ee la mer à sa position finaie dans le réceptacle 4, Far exempte lors oe conditions 25 océano-météorologiques défavorables, le s~stéme comprend un treuil nui permet de descendre la bouée dans le réceptacle. Le treuil 50 est de préférence situé dans un logement de la bouée 1 pour des raisons ae facilité d'entretien et de maintenance. Cet exemple est nullement limitatif, le treuil 50 pouvant étre situé sur la bouée, ôu sur le 30 réservoir.
Le treuil â tension constante tend un câble 51 situé entre la I7QIJf!P 1 et IP réGerlIAl,r Z, La ~e.;~;,~.; ~~~ ~~blç :' cSt fonction des efforts horizontaux susceptibles de s'exercer sur 'la bouée.
_ " _ 20768fi'~
Or ~e sertira pas Ce la prése~-.= invention si le 5ysteme ca manoeuvre c_-,~or:e plusieurs treuils.
~Jr exemple chiffr permet de c:-=rtiser le fonctionnemen.
du systme d: rit prcdemment,savoi~ :a possibilit de faire arriver la boue suomersible le rce~:acle de la structure dans oe fond avec pour seul guidage les lignes d'as=rage, pour des conditions ecano-mtorologiques svres lesque..es la vitesse pour du courant prs du fond a une valeur , ce c:.= est une valeur de 0,5 m/s suprieure aux ordres de Grandeur des habitue.. es.
vitesses Ci-aprs, les donnes reprsen:::ives d'un ancrage peur un systme de cnargement :
- profondeur C'eau . 100 me:~es - boue : diamtre . 10 moires hauteur . 5 m~-.~es - nombre de lignes d'ancrageb re_ulirement rpartie.
.
- type . 4 p~-ses grade U3 - tension de r;:Dture . 7320 k!.
- poids appare~,t dans l'eau des lignes . 1,9' <N/m - prtension ces lignes . 700 k'.
- vitesse du courant prs 0,. -is du fond :
On considre un rservoir ente~-tel que represent sur la figure 3A. tes cas de 1 et ce la figure 3g so.~.t la figure plus favorables.
Suaposons par ailleurs que la ._ngueur des lignes soit oe 850 m, ce qui correspond à peu prés à la longueur soulevée lorsque l'on atteint ~la tension de rupture. La di::ance horizontale projetée entre le point d'accrochage sur la bouée et l'ancre est alors ae 822,35 m pour obténir une prétension de 70 <N.
Cette distance de 822,35 m es: obtenue en appliouant tes formules bien connues des chainettes, e~ corrigeant la longueur initiale oe la ligne pour tenir compte c= son allonaemenr sous la prétensïon initiale de 70 kN. On obtient ainsi une lonoueur d'environ 850,27 m après mise en tension..
~YO 92/12045 PCT/FR91/01034 20'~~86"~
_ 12 _ Les formules ces chainettes ecnnent la langueur scmevée s ~e la : one par la ',.~~ule s = ~ d2 + 2da d étant la distance verticale du point de contact sur le sol à
:'oxtremité, é?ale ici à la profondeur d'eau et a l: para-=:re de !a chainette H T - lJ d a - - -~J ~J
avec H = composante rorizontale de la tension . ~ l'ex~.~ém;té e~
GJ= poids linéique de la ligne. On obtient ainsi H = 503 kN
a = 255,3 m s = 100 + 2 x 100 x 255,3 - 247,'t1 m Il reste une longueur non soulevas sur :e sol de 850,27 - 247,11 = 603,16 m.
l.a distance horizontale x correspondant à la partie soulevée de la ligne s'obtient avec la formuie x 2l~ S _ a Sh a qui permet de calculer x = 219,19 m, et une pistante totale horizontale de 603,16 + 219,19 = 822,35 m.
La distance des ancres à :'axe ce la nouée, pans sa position initiale, et de son logement, est donc de 1~
do - 822,35 + - - 827,35 m
2 en tenant compte du rayon de la bouée.
Lorsque la ligne est entiérement posée sur !e sol, elle dépasse l'axe du logement de 850-827 , 5 = 22,65 m.
rCn~iriôrCn~ L~~ lC~s~E~v Ci~cW àir~ dE rc n dé ûléiuCiiC W i et de 10 m de profondeur dans la bouée. La distance de l'extrémité de cette ligne au point A de la figure 6, situé au droit du point du WO 92/12045 Pt.'T/FR91/018C~4 ~o~sss~
- ,3 -~èceotacle le plus proche ce l'ancre, est donc de T _ _ .;3,6ï m.
les forces latèrales Oui tenoent A ecarter la bouée ce :'axe cu logement sont produites essentiellement par les forces ce trainèes cu courant ~SCd V2 = G x 1,025 x 10 x 5 x 1,0 x 0,5 - 6,5 kN
Pour simplifier, on considère qu'une seule chaine exerce 1~ le raooei.
.2 poids suspen d de ia cnaine permet de maintenir la jouée a L'intèrieur du logement.
Les.formules ces chainettes oonnt en effet H - l~a - 6,5 kN lii , poids linèioue de la chaine 15 _ a . paramètre de la chainette 6,5 a - - 3,30 1,97 x 20 _ d - a(ch - 1) d'cû x - 5,83 m a x S - 3 Sh - d'oû s - '!2,88 m a 25 Lorsque la bouée arrive au niveau du toit du réservoir, on a deux arcs de chainette symétriques de 12,88 m de longueur, séparées par un segment de longueur 43,65 - 2 x 12,88 - 1',89 m - 1.
La projection horizontale de la ligne a une longueur cfe 6,83 x 2 + 17,89 - 31,6 m 30 Le point de la bouée diamétralement opposé est situe à
31,6 + i0,0 - 41,6 m, soit 0,4 m à l'intèrieur du point le plus prés ~u ' .v~Ci~cnt.
En fait, les deux lignes adjacentes à la ligne la plus tendue vont contribuer elles aussi à exercer une force de rappel.
WO 92/12045 PCI'/FR9l/01034 - " - 20'76867 __. facili:sr l'introduction oe la bouée dans son ;oaemer,;, c; ___, a:ourcW les chaines c'ancrage a :eur extreai:e supérieure s~- _ne quaran:aine de métres, par exemple en utilisant une chaine de S C__ces ou_ de c pouces.
_*_*_*_
Lorsque la ligne est entiérement posée sur !e sol, elle dépasse l'axe du logement de 850-827 , 5 = 22,65 m.
rCn~iriôrCn~ L~~ lC~s~E~v Ci~cW àir~ dE rc n dé ûléiuCiiC W i et de 10 m de profondeur dans la bouée. La distance de l'extrémité de cette ligne au point A de la figure 6, situé au droit du point du WO 92/12045 Pt.'T/FR91/018C~4 ~o~sss~
- ,3 -~èceotacle le plus proche ce l'ancre, est donc de T _ _ .;3,6ï m.
les forces latèrales Oui tenoent A ecarter la bouée ce :'axe cu logement sont produites essentiellement par les forces ce trainèes cu courant ~SCd V2 = G x 1,025 x 10 x 5 x 1,0 x 0,5 - 6,5 kN
Pour simplifier, on considère qu'une seule chaine exerce 1~ le raooei.
.2 poids suspen d de ia cnaine permet de maintenir la jouée a L'intèrieur du logement.
Les.formules ces chainettes oonnt en effet H - l~a - 6,5 kN lii , poids linèioue de la chaine 15 _ a . paramètre de la chainette 6,5 a - - 3,30 1,97 x 20 _ d - a(ch - 1) d'cû x - 5,83 m a x S - 3 Sh - d'oû s - '!2,88 m a 25 Lorsque la bouée arrive au niveau du toit du réservoir, on a deux arcs de chainette symétriques de 12,88 m de longueur, séparées par un segment de longueur 43,65 - 2 x 12,88 - 1',89 m - 1.
La projection horizontale de la ligne a une longueur cfe 6,83 x 2 + 17,89 - 31,6 m 30 Le point de la bouée diamétralement opposé est situe à
31,6 + i0,0 - 41,6 m, soit 0,4 m à l'intèrieur du point le plus prés ~u ' .v~Ci~cnt.
En fait, les deux lignes adjacentes à la ligne la plus tendue vont contribuer elles aussi à exercer une force de rappel.
WO 92/12045 PCI'/FR9l/01034 - " - 20'76867 __. facili:sr l'introduction oe la bouée dans son ;oaemer,;, c; ___, a:ourcW les chaines c'ancrage a :eur extreai:e supérieure s~- _ne quaran:aine de métres, par exemple en utilisant une chaine de S C__ces ou_ de c pouces.
_*_*_*_
Claims (11)
1. Système de chargement pour transférer un fluide d'une structure de fond positionnée sur un fond marin à une bouée de transfert submersible, comprenant des moyens d'ancrage pour ancrer la bouée de transfert, des moyens de manoeuvre pour manoeuvrer la bouée de transfert vers la structure de fond, ladite structure de fond incluant un réceptacle, lesdits moyens de manoeuvre incluant les moyens d'ancrage qui sont reliés à une structure flottante et des moyens de ballastage qui sont localisés entre la bouée de transfert et la structure de fond, les moyens d'ancrage et les moyens de ballastage étant aptes à
déplacer la bouée de transfert à l'intérieur du réceptacle de la structure de fond.
déplacer la bouée de transfert à l'intérieur du réceptacle de la structure de fond.
2. Système de chargement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure de fond est composée d'au moins un réservoir sous-marin.
3. Système de chargement selon la revendication 2, caractérisé en ce que des moyens de transfert sont prévus pour transférer une cargaison liquide contenue dans ledit réservoir vers une structure flottante de chargement.
4. Système de chargement selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de transfert comportent une structure de transfert et des moyens de connexion ou de déconnexion de ladite structure flottante de chargement et de ladite structure de transfert.
5. Système de chargement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure de fond est placée dans un excavation dans le fond marin.
6. Système de chargement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure de fond est posée sur le fond marin et entourée d'un talus de protection artificiel.
7. Système de chargement selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ledit réceptacle est formé par un renfoncement d'un toit de ladite structure de fond.
8. Système de chargement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite structure de fond est constituée par une juxtaposition d'au moins deux réservoirs immergés formant un espace vide situé
au milieu d'un ensemble ainsi formé.
au milieu d'un ensemble ainsi formé.
9. Système de chargement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de manoeuvre comportent un dispositif mécanique.
10. Système de chargement selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de transfert sont formés par des lignes flexibles connectées à la bouée de transfert par un joint tournant.
11. Système de chargement selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'ancrage sont des lignes d'ancrage ayant des extrémités supérieures alourdies.
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