CA2714637C - Support flottant comprenant un touret equipe d'une bouee d'amarrage de conduites de liaison fond/surface deconnectable - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un support flottant ( 10) de production pétrolière comportant un système d'amarrage déconnectable (1, 2, 3) de lignes d'ancrage ( 13) au fond de la mer et de conduites de liaison fond/surface (14, 14c) comportant : une bouée d'amarrage (1) desdites lignes d'ancrage et de premières conduites de liaison fond/su rface ( 14), et un touret s'étendant au sein d'une cavité traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteu r, ladite bouée d'amarrage étant fixée dessous la coque du support flottant audit touret (2), et caractérisé en ce que ledit support flottant comprend un système de connexion/déconnexion de ladite bouée d'amarrage par rapport à ladite paroi de fond (2c) du touret, comprenant : une pluralité de câbles de levage (20b), et des moyens de pompage (22) d'eau dans ladite chambre des vannes (30).

Description

Support flottant comprenant un touret équipé d'une bouée d'amarrage de conduites de liaison fond/surface déconnectable La présente invention concerne un support flottant ancré sur touret déconnectable.
Le secteur technique de l'invention est plus particulièrement le domaine de la production pétrolière sous-marine en zone de conditions océano-météo extrêmes et plus particulièrement en zone arctique et antarctique, à partir de supports flottants.
Un support flottant de production pétrolière comporte en général des moyens d'ancrage pour rester en position malgré les effets des courants, des vents et de la houle. Il comporte aussi en général des moyens de forage, de stockage et de traitement du pétrole ainsi que des moyens de déchargement vers des pétroliers enleveurs, ces derniers se présentant à intervalle régulier pour effectuer l'enlèvement de la production. L'appellation usuelle de ces supports flottants ou navires est le terme anglo-saxon "Floating Production Storage Offloading"
(signifiant "moyen flottant de stockage, de production et de déchargement") dont on utilisera le terme abrégé "FPSO" dans l'ensemble de la description suivante, ou encore "FDPU" ou "Floating Drilling 81 Production Unit" (signifiant "moyen flottant de forage et de production"), lorsque le support flottant est aussi utilisé pour effectuer les opérations de forage avec puits dévié dans la hauteur de la tranche d'eau.
Lorsque les conditions océano-météo, c'est-à-dire la houle, le vent et le courant sont importants, voire extrêmes, dans le cas de tempêtes, on préfère ancrer le FPSO au niveau d'un touret, en général situé de manière connue dans le tiers avant du navire et dans l'axe, le navire étant libre de tourner autour dudit touret au gré du vent, du courant et de la houle. Ainsi, vent, courant et houle exercent des efforts spécifiques sur la coque et les superstructures, le FPSO du fait de son degré de liberté de rotation autour de l'axe vertical ZZ, venant se

2 mettre naturellement dans la position de moindre résistance. Les conduites assurant la liaison avec les têtes de puits sont connectées en générale en sous-face du touret et reliées au FPSO par l'intermédiaire d'un joint tournant intégré dans l'axe dudit touret. Lorsque les conditions météo peuvent devenir extrêmes, comme en Mer de Nord, dans le Golfe du Mexique ou dans la zone arctique ou antarctique, le FPSO est en général déconnectable de manière à pouvoir se mettre à
l'abri en attente de conditions opérationnelles acceptables.
La présente invention concerne plus particulièrement un support flottant pour la production pétrolière sous marine en zone arctique ou antarctique équipé en dessous de sa coque d'un touret déconnectable à
partir duquel s'étendent des lignes d'ancrages au fond de la mer et des conduites de liaison fond/surface, ladite coque comportant dans sa direction longitudinale des bordés latéraux sensiblement plans et verticaux, et éventuellement, avec, de façon connue des proues (partie avant du navire) et, de préférence poupe (partie arrière du navire), inclinées par rapport à l'horizontale et de préférence profilées pour former une étrave en pointe renforcée, capable de briser la banquise par simple flexion lorsque ladite banquise s'engage en force sous ladite étrave renforcée.
Les supports flottants présentent avantageusement une carène avec des bordés longitudinaux sensiblement verticaux afin de leur conférer des capacités de stockage de pétrole optimales, ainsi qu'un meilleur comportement en cas de forte mer. Mais une coque à bordés verticaux est particulièrement désavantageuse au regard du comportement face à la banquise. Ainsi dans US 4,102,288 et US
4,571,125, il est proposé des supports flottants présentant entre autres moyens des bordés à profils incurvés ou inclinés pour favoriser le bris de glace comme c'est le cas pour les profils connus de proue de navire avec étrave inclinée par rapport à l'horizontale.

3 Un support flottant de production pétrolière comportant un système d'amarrage déconnectable de lignes d'ancrage au fond de la mer et de conduites de liaison fond/surface comporte de façon connue :
- une bouée d'amarrage desdites lignes et conduites de liaison fond/surface de préférence ladite bouée étant une bouée annulaire, et - ladite bouée d'amarrage étant fixée dessous la coque du support flottant, à un dispositif rotatif comportant une structure en forme de tour appelé touret , ledit touret étant fixé à la coque au sein d'une cavité traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, ledit touret étant articulé en rotation par rapport à ladite coque par l'intermédiaire d'au moins un palier de roulement ou de frottement, de préférence un palier de roulement de manière à autoriser la rotation dudit support flottant autour d'un axe sensiblement vertical ZZ' dudit touret et de ladite cavité, sans entraîner la rotation de ladite bouée d'amarrage par rapport au même axe vertical ZZ', et - lesdites conduites de liaison fond/surface remontant au sein de la cavité jusqu'à un raccord d'une pluralité de dites conduites, ledit raccord étant solidaire du support flottant au niveau du pont du support flottant, ledit raccord étant articulé en rotation de manière à autoriser la rotation dudit support flottant sans entraîner la rotation dudit raccord dénommé raccord à joint tournant.
Dans la technique antérieure décrite ci-dessus, le palier de roulement est, soit localisé au niveau du pont du support flottant, soit localisé en partie inférieure en zone mouillée, c'est-à-dire que le palier est immergé, soit encore en combinaison des deux configurations précédentes.
Les modes de réalisation dans lesquels le palier de roulement est localisé exclusivement au niveau du pont ne sont valables que pour les supports flottants de relativement faible hauteur, notamment inférieure à 15 m. Au-delà, pour les supports flottants notamment de 20 à 25 m de hauteur, l'effort horizontal sur le touret résultant de la rotation du

4 support flottant crée une flexion sur la structure du touret dans sa longueur, laquelle sollicite la résistance mécanique du palier supérieur de roulement et donc en affecte la fiabilité mécanique de fonctionnement. D'autre part, lorsque le palier de roulement est immergé dans la partie inférieure du touret, cette immersion affecte la fiabilité de fonctionnement et la durabilité dudit palier de roulement et de surcroît crée des difficultés de réalisation des opérations de maintenance. En effet, les interventions sur site nécessitent l'emploi de plongeurs et de moyens techniques considérables, et l'on est en général conduit à effectuer ces opérations en zone protégée, tel un fjord, ou de préférence une cale sèche, après déconnexion du FPSO. Ainsi, lorsque le FPSO est destiné à rester en position pendant plusieurs décennies sans déconnexion programmée pour maintenance en cale sèche ou en site protégé, ce type de touret n'est pas adapté.
On connaît des supports du type défini ci-dessus dans GB 2291389 et EP 259072.
Dans WO 94/15828, on décrit un système de connexion et déconnexion rapide d'une bouée d'amarrage, dans lequel la bouée d'amarrage comprend une partie supérieure connectée au fond de la coque du support flottant, plus précisément au niveau d'une cavité
d'amarrage s'étendant annulairement à l'extrémité inférieure d'une cavité traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur et à
travers laquelle remontent les conduites de liaison fond/surface. La bouée d'amarrage comprend également une partie inférieure à laquelle sont amarrées les parties inférieures de conduites de liaison fond/surface s'étendant jusqu'au fond de la mer, cette partie inférieure de la bouée d'amarrage est rotative par l'intermédiaire d'un palier de roulement complètement immergé, autorisant la rotation de cette partie inférieure par rapport à la partie supérieure de la bouée d'amarrage solidaire de la coque.
Ce type de système avec une partie rotative entièrement immergée et des paliers de roulement entièrement immergés n'est pas approprié pour l'amarrage d'un grand nombre de conduites de liaison fond/surface, pour lesquelles il est souhaitable de proposer un système dans lequel au moins une partie des paliers de roulement est située en zone hors d'eau, de façon à pouvoir faire l'objet d'une maintenance plus

5 aisée et de les mettre en oeuvre dans des conditions de fonctionnement moins contraignantes.
Dans WO 94/15828, on prévoit, au fond de la coque, des cuves internes présentant une grande surface en section horizontale dans lesquelles on établit la pression atmosphérique ou de préférence le vide, ces dites cuves internes présentant une grande surface de contact en section horizontale avec la partie supérieure de la bouée d'amarrage, contre lesquelles cette dernière est destinée à être fixée. Pour ce faire, on crée une zone annulaire interstitielle entre la bouée d'amarrage et la cuve à pression atmosphérique au fond de la coque du navire, délimitée par deux joints toriques concentriques, zone annulaire de volume réduit que l'on met en contact avec la chambre à pression atmosphérique au fond de la coque du navire pour créer une flottabilité positive de l'ensemble de la bouée d'amarrage et des lignes d'ancrage et conduites de liaison fond/surface qui se trouvent plaquées contre ladite surface de contact.
Le but de la présente invention est de fournir un système de connexion/déconnexion de la bouée d'amarrage plus rapide et plus simple à mettre en oeuvre basé sur le principe de création d'une flottabilité positive de la bouée d'amarrage et des conduites de liaison fond/surface qui lui sont amarrées par des moyens de pompage, dans le cas où ladite bouée d'amarrage est fixée sur un touret rotatif au sein d'une cavité s'étendant sur toute la hauteur de la coque du navire, aucune partie de la bouée d'amarrage n'étant donc solidaire et fixe par rapport à la coque du navire et ladite bouée d'amarrage comportant au moins un palier de roulement qui ne soit pas susceptible d'être immergé
en fonctionnement.

6 Pour ce faire, la présente invention fournit un support flottant de production pétrolière comportant un système d'amarrage déconnectable de lignes d'ancrage au fond de la mer et de conduites de liaison fond/surface comportant :
- une bouée d'amarrage desdites lignes d'ancrage et de premières conduites de liaison fond/surface s'étendant depuis ladite bouée où elles sont amarrées jusqu'au fond de la mer de préférence ladite bouée étant une bouée annulaire, et - un touret s'étendant au sein d'une cavité traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, ladite bouée d'amarrage étant fixée dessous la coque du support flottant audit touret, ledit touret coopérant avec la coque au sein de ladite cavité traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, ledit touret étant articulé en rotation par rapport à ladite coque par l'intermédiaire d'au moins un palier de roulement ou de frottement situé au-dessus de la ligne de flottaison et/ou hors d'eau, de préférence un palier de roulement, de manière à autoriser la rotation dudit support flottant autour d'un axe sensiblement vertical ZZ' dudit touret et de ladite cavité, sans entraîner la rotation de ladite bouée d'amarrage par rapport au même axe vertical ZZ', et - ledit touret comprenant au moins une structure tubulaire étanche, de préférence à section circulaire, selon ledit axe vertical ZZ', comportant une paroi de fond assemblé de manière étanche à
l'extrémité inférieure de la paroi tubulaire latérale de ladite structure tubulaire, - des secondes conduites de liaison entre l'extrémité supérieure desdites premières conduites de liaison fond/surface et le pont du support flottant, traversant de manière étanche la paroi de fond du touret et remontant au sein de la cavité jusqu'à un raccord d'une pluralité de dites secondes conduites, ledit raccord du type raccord à
joint tournant étant solidaire du support flottant de préférence au niveau du pont du support flottant, ledit raccord étant articulé en

7 rotation de manière à autoriser la rotation dudit support flottant sans entraîner la rotation dudit raccord, caractérisé en ce que :
- ladite bouée d'amarrage comprend une paroi tubulaire supérieure, à l'intérieur de laquelle sont situées lesdites vannes et, de préférence, connecteurs, ladite paroi supérieure tubulaire de la bouée délimitant avec la paroi de fond dudit touret une chambre étanche, dite chambre des vannes, lorsque le bord supérieur de ladite paroi supérieur tubulaire de la bouée est appliqué contre la paroi de fond dudit touret, en sous-face de celui-ci, et - ledit support flottant comprend un système de connexion/déconnexion de ladite bouée d'amarrage par rapport à ladite paroi de fond du touret, comprenant :
= une pluralité de liens, tels que des câbles de levage fixés à la dite bouée d'amarrage, de préférence au bord supérieur de la dite paroi supérieure tubulaire de la bouée d'amarrage, lesdits liens s'étendant de préférence à l'intérieur du touret en traversant de manière étanche la paroi de fond du touret, et = au moins un tube d'évent s'étendant verticalement à l'intérieur du touret, depuis un niveau au-dessus de la ligne de flottaison jusqu'à
la paroi de fond du touret qu'il traverse de manière étanche, et = des moyens de pompage d'eau dans ladite chambre des vannes, lorsque ladite paroi tubulaire supérieure de la bouée est appliquée contre ledit fond du touret, et = le poids propre de ladite bouée d'amarrage et desdites premières conduites de liaison fond/surface et lignes d'ancrage étant inférieur au poids du volume d'eau correspondant au volume V=Sx(H0-H2), dans laquelle - Ho étant la hauteur d'eau du niveau de flottaison, - H2 étant la hauteur du bord supérieur de ladite paroi tubulaire supérieure de bouée en contact avec la paroi de fond du touret, et

8 - S étant la surface de la section transversale de ladite paroi tubulaire supérieure.
On comprend que, lorsque l'on applique le bord supérieur de la paroi tubulaire de ladite paroi tubulaire supérieure de la bouée en contact contre le fond du touret, ladite chambre des vannes étant remplie d'eau, on crée une flottabilité positive de l'ensemble de la bouée et des conduites de liaison fond/surface, lorsque l'on pompe l'eau à l'intérieur de ladite chambre de vannes de manière à ce que le niveau de l'eau dans lesdits tubes est compris entre H1 et Hz, H1 correspondant à la hauteur à laquelle le volume d'eau V1=Sx(Ho-H1) est égal au poids propre de ladite bouée et desdites premières conduites de fond liaison et lignes d'ancrage. Lorsque le poids propre de l'ensemble constitué de la bouée déjaugée et desdites premières conduites de liaison et des lignes d'ancrage, dépasse la valeur du poids du volume d'eau V1=Sx(1-10-H1), la bouée commence à se libérer naturellement du touret et commence à descendre vers le bas. En effet, dès que la bouée annulaire se détache du fond du touret, elle se retrouve avec un niveau de pression hydrostatique correspondant au niveau de profondeur de la mer, ladite bouée annulaire se trouvant alors précipitée vers le bas avec une force considérable correspondant à son propre poids, c'est-à-dire 500 à 1 500 tonnes, libérant ainsi le support flottant de son ancrage sur touret de manière quasi instantanée.
Pour ce faire, on remplit la chambre des vannes d'eau, le ou les dits tubes d'évent maintenant la chambre des vannes sensiblement à la pression atmosphérique pendant le remplissage, jusqu'à ce que le niveau de l'eau dans lesdits tubes soit à une hauteur supérieure à Hl.
De préférence, le support flottant comprend une pluralité de câbles de levage, s'étendant depuis des treuils disposés de préférence sur le pont du navire ou au sommet dudit touret, au-dessus de la ligne de flottaison, lesdits câbles s'étendant le cas échéant à l'intérieur de dits tubes d'évents servant de guidage, ci-après aussi dénommés

9 tubes de guidage ou tubes guide , s'étendant verticalement à
l'intérieur du touret, depuis un niveau au-dessus de la ligne de flottaison jusqu'au fond du touret qu'ils traversent de manière étanche.
De préférence encore, le support flottant selon l'invention comporte au moins trois dits câbles et au moins trois dits tubes de guidage, disposés de préférence symétriquement par rapport au centre du fond circulaire dudit touret et, de préférence, le long et à proximité
de la surface interne de ladite structure tubulaire dudit touret, les extrémités inférieures desdits câbles étant fixées au niveau du bord supérieur de ladite paroi tubulaire supérieure de ladite bouée.
Cette disposition desdits câbles permet de faire progresser, de manière contrôlée et stable, l'approche de ladite bouée d'amarrage contre la sous-face du fond du touret, en synchronisant l'actionnement des treuils d'enroulement desdits câbles de levage.
Plus particulièrement, le diamètre desdits tubes de guidage et la profondeur (H0-H2) d'immersion de la paroi de fond du touret sur lequel reposent lesdits tubes de guidage, sont tels que le volume interne des tubes de guidage est inférieur à 15 m3, de préférence inférieur à 5 m3, pour une hauteur de touret immergé au sein de ladite cavité (H0-1-12) d'au moins 20 m, plus particulièrement de préférence de 20 à 50 m.
Plus particulièrement encore, ladite paroi tubulaire supérieure de la bouée comprend, à son extrémité inférieure, une paroi de fond à
laquelle elle est assemblée de manière étanche, formant la paroi de fond de la chambre des vannes supportant lesdites vannes et/ou parties de connecteurs automatiques, et la bouée comporte, en partie inférieure, un caisson annulaire constituant un flotteur en sous-face de la paroi de fond de la chambre des vannes.
On comprend que la paroi tubulaire supérieure de la bouée présente une hauteur nécessaire et suffisante pour installer lesdites vannes et connecteurs automatiques de liaison des premières et secondes conduites.

Plus particulièrement encore, le support flottant comprend une pompe située en partie basse à l'intérieur de ladite structure tubulaire étanche constituant le touret, ladite pompe coopérant avec une conduite d'aspiration traversant de manière étanche ladite paroi de fond du 5 touret, ladite conduite d'aspiration arrivant à proximité de la paroi de fond de ladite chambre des vannes lorsque celle-ci est en position appliquée contre ladite paroi de fond du touret, et ladite pompe coopérant avec une canalisation de refoulement traversant la paroi latérale tubulaire de ladite structure tubulaire étanche constituant le

10 touret, de préférence en partie basse dudit touret, et débouchant au sein de ladite cavité.
Avantageusement, le support flottant comporte des moyens de centrage, appliqués sur la surface externe de la paroi tubulaire du touret et s'étendant dessous de ladite paroi de fond du touret, disposés de préférence uniformément et régulièrement autour dudit fond.
On comprend que ces dits moyens de centrage permettent de faciliter le centrage de la paroi tubulaire supérieure de ladite bouée d'amarrage par rapport audit touret en mouvement d'approche contre la sous-face dudit fond du touret et facilitent la connexion des parties mâle et femelle de connecteurs automatiques aux extrémités supérieures desdites conduites de liaison fond/surface arrivant au-dessus du fond de ladite chambre de vannes et aux extrémités inférieures desdites secondes conduites de liaisons.
Avantageusement encore, le support flottant comporte des moyens de retenue mécaniques réversibles de ladite bouée d'amarrage contre la sous-face du fond dudit touret.
Plus particulièrement encore, ladite paroi tubulaire supérieure de ladite bouée comprend, sur son bord supérieur, un joint torique et, sur sa face interne, des butées ou taquets de protection limitant l'écrasement dudit joint et assurant le transfert de charge vertical entre ladite bouée annulaire et le touret lorsque ladite bouée d'amarrage est

11 appliquée contre la paroi de fond dudit touret, ledit joint torique étant comprimé entre la sous-face de la paroi de fond dudit touret et le bord supérieur de la paroi tubulaire supérieure de ladite bouée d'amarrage, ledit taquet de protection étant apte à coopérer avec un verrou de sûreté mobile articulé solidaire de la sous-face de la paroi de fond dudit touret, de telle sorte que ladite bouée d'amarrage soit rendue solidaire dudit touret lorsque ledit verrou de sûreté est enclenché dessous ledit taquet de protection.
Ainsi, en cas d'envahissement de la chambre des vannes par l'eau de mer, en cas de fuite, la perte totale de flottabilité de la bouée d'amarrage sera compensée par la fixation réalisée à l'aide desdits verrous de sûreté et il n'y aura pas de risque de largage intempestif et destructeur de ladite bouée d'amarrage.
De préférence, ladite paroi tubulaire supérieure de la bouée et/ou la paroi latérale tubulaire de la structure tubulaire étanche dudit touret comporte(nt) une vanne de remplissage coopérant avec des canalisations de remplissage mettant en communication l'eau de mer et l'intérieur de ladite chambre des vannes, et, de préférence, ladite paroi tubulaire de ladite chambre des vannes comportant une trappe étanche de grande dimension, apte à permettre un remplissage quasi instantané
de ladite chambre des vannes par l'eau de mer lorsque l'on ouvre ladite trappe.
Plus particulièrement, la paroi de fond du touret comporte une trappe de visite de ladite chambre des vannes.
Du fait qu'il est possible de vidanger la chambre des vannes, cela permet au personnel d'intervenir à sec dans ladite chambre pour la maintenance et, le cas échéant, la mise en oeuvre des vannes et connecteurs automatiques assurant la connexion entre lesdites premières et deuxièmes conduites.
La présente invention fournit également un procédé de mise en oeuvre d'un support flottant selon l'invention, dans lequel on réalise la

12 connexion d'une dite bouée d'amarrage en sous-face et contre la paroi de fond d'un dit touret, et on réalise les étapes suivantes :
a- on immerge une dite bouée d'amarrage, à laquelle sont amarrées desdites premières conduites de liaison fond/surface et lignes d'ancrage, et b- on accroche l'extrémité inférieure des câbles de levage à ladite bouée d'amarrage, ledit support flottant étant positionné de telle sorte que ladite bouée d'amarrage soit sensiblement axé dans l'axe vertical ZZ' de ladite cavité, et c- on actionne lesdits treuils pour relever ladite bouée d'amarrage jusqu'à ce que le bord supérieur de ladite paroi tubulaire supérieure de la bouée d'amarrage soit appliqué contre et en sous-face de la paroi de fond dudit touret, formant ainsi une dite chambre des vannes remplie d'eau de mer, lesdits tubes de guidage étant également remplis d'eau de mer sur une hauteur Ho correspondant sensiblement au niveau de la surface de l'eau de la ligne de flottaison, et d- on pompe l'eau à l'intérieur de ladite chambre de vannes à
l'aide de dits moyens de pompage jusqu'à ce que le niveau de l'eau dans lesdits tubes de guidage soit inférieur à la hauteur H1, de préférence inférieur ou égal à la hauteur H2, la hauteur H1 étant telle que le poids du volume d'eau V1=Sx(H0-H1) est au moins égal au poids de l'ensemble de ladite bouée d'amarrage et desdites conduites de liaison et lignes d'ancrage, et e- de préférence on vide complètement ladite chambre des vannes que l'on rend ensuite étanche.
Comme mentionné précédemment, H2 représente la hauteur par rapport au fond de la mer du bord supérieur de la paroi tubulaire supérieure de la bouée et celui de la sous-face de la paroi de fond du touret lorsqu'ils sont en contact et S est la surface de la section transversale de la paroi tubulaire supérieure du touret ou la surface de

13 la paroi de fond du touret délimitée par le bord supérieur de la paroi tubulaire supérieure du touret lorsqu'ils sont en contact.
Plus particulièrement, après vidage de ladite chambre des vannes, on détache les extrémités inférieures desdits câbles de levage de ladite bouée d'amarrage et, de préférence, on enclenche des moyens de retenue mécaniques de ladite bouée d'amarrage, rendant celle-ci solidaire de la paroi de fond dudit touret, de préférence à l'aide d'un verrou de sûreté mobile articulé apte à coopérer avec des taquets de protection empêchant l'écrasement d'un joint torique comprimé entre le bord supérieur de la paroi tubulaire supérieure de la bouée d'amarrage et la sous-face de la paroi de fond du touret.
La présente invention fournit également un procédé de mise en oeuvre d'un support flottant selon l'invention, dans lequel on réalise la déconnexion d'une dite bouée d'amarrage connectée à un dit touret, dans lequel les extrémités inférieures desdits câbles de levage ont été
détachées de ladite bouée d'amarrage, comprenant les étapes suivantes :
a- on fait rentrer de l'eau dans ladite chambre de vannes, de manière à ce que le niveau de l'eau dans lesdits tubes de guidage arrive au-dessus dudit niveau H1, et b- le cas échéant, on déverrouille les connecteurs automatiques entre lesdites première et deuxième des conduites et on libère lesdits moyens de retenue mécaniques pour désolidariser mécaniquement ladite bouée d'amarrage et ladite paroi de fond du touret.
De préférence, on réalise les étapes suivantes :
a- de préférence, le cas échéant, on dépressurise les première et secondes conduites de liaison fond/surface, notamment jusqu'a leurs points de liaison au fond de la mer, notamment au niveau de tête de puits de manière à éviter toute décompression intempestive et dangereuse de gaz dans la zone de la chambre des vannes, et

14 b- on remplit ladite chambre de vannes jusqu'à ladite hauteur H2 de la sous-face de la paroi de fond du touret, et on arrête le remplissage dès que ladite chambre des vannes est intégralement remplie d'eau, et c- on déverrouille les connecteurs automatiques entre lesdites première et deuxième des conduites, d- on déverrouille, le cas échéant, lesdits verrous de sûreté
mécaniques, et e- on continue le remplissage de ladite chambre de vannes, de manière à réaliser le remplissage des tubes de guidage jusqu'à ladite hauteur H1, voire Ho.
A l'étape a-, lesdits tubes de guidage servent d'évents en maintenant la chambre des vannes sensiblement à la pression atmosphérique pendant le remplissage.
Ce mode de déconnexion en deux temps est avantageux car, à
l'issue de l'étape a- et jusqu'à l'étape d- incluse, la bouée d'amarrage se trouve maintenue en position par la poussée hydrostatique et le processus de largage de la bouée d'amarrage est toujours réversible par simple vidange de la chambre, ce qui permet de fournir une phase de déconnexion intermédiaire ou phase d'attente, dans le cas où l'on n'est pas sûr de vouloir déconnecter la bouée d'amarrage mais que, le cas échéant, on veut être prêt à pouvoir faire cette déconnexion le plus rapidement possible, par le simple remplissage des tubes de guidage conformément à l'étape e- ci-dessus. Ainsi, en cas de danger imminent mais pas certain, tel la dérive d'une banquise ou d'un iceberg, on effectue calmement la phase préparatoire qui reste réversible (étapes a-d), cette phase pouvant prendre plusieurs heures dans le cas de brûlage du gaz de dépressurisation par la torchère de bord. Dès confirmation de la déconnexion, la deuxième phase (étape e-), cette dernière étant irréversible, ne dure que quelques dizaines de secondes, voire quelques minutes, pour obtenir le largage de la bouée, et donc la libération quasi-instantanée du FPSO de son ancrage.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lumière de la description détaillée qui va suivre, 5 faite de manière illustrative et non limitative, en référence aux dessins sur lesquels :
- la figure 1 représente en coupe et en vue de côté d'un FPSO
ancré sur touret au sein d'une banquise, - la figure 2 représente en coupe selon le plan AA de la figure 1 la 10 section du FPSO, du touret selon l'invention, avec le système d'amarrage comprenant le touret selon l'invention, la bouée d'amarrage supportant les lignes d'ancrage ainsi que les conduites de liaison fond/surface, ladite bouée étant connectée à l'embase du touret, et avec le raccord à joint tournant (3) au niveau du pont du support

15 flottant, - la figure 2A illustre le largage de la bouée d'amarrage en vue de mettre le FPSO à l'abri, - la figure 3 représente une vue en coupe selon III-III de la figure 2A au niveau d'un palier de roulement supérieur, - la figure 4 représente en coupe et en vue de côté la connexion de la bouée sur le touret au moyen de treuils et de câbles, - la figure 5 représente en coupe et en vue de côté le touret et le déballastage au moyen d'une pompe de cale, de la partie supérieure de la bouée correspondant à la chambre des vannes, - la figure 6 représente en coupe et en vue de côté le touret et la chambre des vannes en opération continue et rendue accessible aux personnels 102 car elle se trouve alors à la pression atmosphérique,

16 - la figure 7 représente en coupe et en vue de côté l'étape initiale de déconnexion de la bouée par rapport au touret par envahissement de la chambre des vannes par de l'eau de mer, en cours de procédure de largage, - la figure 8 représente en coupe et en vue de côté les liaisons entre la sous-face du touret et la partie supérieure de la bouée, ainsi que des moyens pour inonder la chambre des vannes par l'eau de mer.
Sur la figure 1 on a représenté en coupe et en vue de côté, un navire ou support flottant de type FPSO 10 ancré sur un touret système d'amarrage déconnectable 1,2,3 ancré par des lignes d'ancre 13 et relié
à des têtes de puits sous-marines, non représentées, par des conduites flexibles 14 en configuration de chaînette plongeante 14a jusqu'à un flotteur 15 en subsurface supportant ledit flexible, ledit flotteur étant maintenu par un câble 15a relié à un corps mort 15b au fond de la mer, puis la dite conduite flexible 14a se prolonge en configuration de chaînette 14b jusqu'au fond de la mer 40, puis jusqu'aux dites têtes de puits. Le FPSO se trouve dans des eaux froides dans lesquelles peuvent se déplacer des icebergs ou une banquise 31 de grande surface et de forte épaisseur flottant à la surface de la mer 32. Dans certaines situations extrêmes, telles des tempêtes ou dans le cas de banquise de forte épaisseur que la proue du navire en forme de brise-glace n'est pas capable de casser lors de sa progression, il est alors nécessaire de déconnecter le FPSO pour le mettre à l'abri en attendant un retour à
une situation normale. A cet effet, la partie inférieure 1 du système d'amarrage, appelée communément spider buoy , c'est-à-dire bouée araignée , est en fait une bouée annulaire d'amarrage 1 qui peut être déconnectée, de manière connue de l'homme de l'art, en général au niveau du fond du FPSO, ce qui permet de libérer ledit FPSO
pour qu'il puisse se mettre à l'abri. Plus particulièrement, la bouée d'amarrage 1 et les sections de conduite 14 immergées sont reliées au fond 2c du touret en sous-face dudit fond par des connecteurs automatiques 7. La flottabilité interne de la bouée annulaire d'amarrage

17 1 étant ajustée de telle manière que ladite bouée se stabilise à une profondeur H au dessus du fond de la mer, correspondant par exemple à
une distance de 100m par rapport à la surface de la mer 32, mettant ainsi l'ensemble des lignes d'ancrage et des flexibles à l'abri, comme représenté sur la même figure 1.
Sur la figure 2, on a représenté l'ensemble du système d'amarrage déconnectable 1, 2, 3 selon la présente invention comportant une bouée d'annulaire d'amarrage 1, - ladite bouée d'amarrage étant fixée en-dessous la coque du support flottant, en sous-face du fond 2c du touret 2, ledit touret s'étendant sur toute la hauteur d'une cavité 4 traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, - ledit touret 2 étant articulé en rotation par rapport à ladite coque par l'intermédiaire de 3 paliers de roulement 51, 52, 53 explicités ci-après, permettant la rotation support flottant autour d'un axe vertical ZZ' dudit touret et de ladite cavité sans entraîner la rotation dudit touret 2 et de ladite bouée d'amarrage 1, et - ladite bouée d'amarrage permettant la connexion des extrémités supérieures immergées des premières conduites de liaison fond/surface 14 équipées de parties mâles 7a de connecteurs automatiques avec les extrémités inférieures desdites secondes conduites 14c équipées de parties femelles 7b de connecteurs automatiques en sous-face de la paroi de fond du touret, lesdites secondes conduites remontant au sein de la cavité 4 jusqu'à un raccord à joint tournant 3 reposant au niveau du pont 101 de la coque sur la plateforme 21 à l'extrémité supérieure du touret 2.
De façon connue, le raccord à joint tournant 3 est articulé
librement en rotation, de manière à autoriser la rotation dudit support flottant sans entraîner la rotation dudit raccord et des conduites qui lui sont raccordées au niveau du support flottant.

18 Sur les figures 2 à 8, on a représenté pour plus de clarté, une seule dite seconde conduite 14c traversant l'intérieur du touret depuis une partie femelle 7b de connecteur automatique 7 en sous-face de la paroi de fond 2c du touret.
Sur la figure 2, on a représenté en coupe et en vue de côté la section transversale du FPSO selon le plan AA de la figure 1. Le touret 2 est installé dans une cavité 4, de préférence circulaire, traversant verticalement le FPSO 10 sur toute sa hauteur, depuis le pont 101 jusqu'au fond de sa coque. La partie supérieure de la cavité 4 présente un redan 10a à la partie supérieure 21 du touret. L'eau de mer est présente à l'intérieur de ladite cavité 4 du FPSO et à l'extérieur du touret.
Le touret 2 est constitué d'une structure tubulaire rendue étanche à son extrémité inférieure par une paroi de fond 2c et comprenant à son extrémité supérieure une plateforme supérieure 21, de plus grand diamètre que la paroi tubulaire latérale 2, ladite plateforme venant en appui, dans ses parties périphériques dépassant de la paroi tubulaire latérale 2, contre le redan la à l'extrémité supérieure de la cavité 4.
Le touret comporte 3 paliers de roulement, à savoir :
- un palier supérieur de supportage 51, et - un palier supérieur de guidage latéral 52, et - un palier inférieur de guidage latéral 53.
Lesdits paliers 51, 52, 53 sont des paliers de frottement ou de roulement, de préférence des paliers de roulement. Il peut s'agir plus particulièrement de rouleaux ou de roulettes intercalés entre :
- la paroi interne 41 de la cavité 4 et la surface externe de la paroi tubulaire latérale 2, en ce qui concerne les rouleaux ou les roulettes latéraux de guidage 52 et 53, et - le redan 10a et la plateforme supérieure 21 du touret 2, en ce qui concerne le palier de supportage 51.

19 On comprend qu'au niveau desdits paliers au moins, ladite structure tubulaire 2 et ladite paroi interne de cavité 41 présentent une section circulaire. Les rouleaux ou roulettes des paliers inférieur et supérieur de guidage latéral 52 et 53 sont plus particulièrement disposés avec leurs axes de rotation en position verticale. Dans le cas du palier supérieur de supportage 51, lesdits rouleaux ou roulettes sont disposés avec leurs axes de rotation en position horizontale en appui sur le redan la, la plateforme 21 reposant sur la tranche desdits rouleaux 51.
A titre d'exemple, pour installer un grand nombre de conduites, de gaz, de produits bruts, d'ombilicaux hydrauliques et de câbles électriques, par exemple 36 ou 48 conduites 14, avec tous leurs éléments de sécurité et de contrôle, le diamètre extérieur de ladite structure tubulaire du touret 2 peut dépasser 25 m, plus particulièrement de 10 à 20m et sa hauteur mouillée est en général supérieure à 20 m, peut atteindre 25 m, voire plus dans le cas où la coque du support flottant s'étend sur une hauteur de 50 m comme dans certains cas.
Lorsque le navire est fortement sollicité, soit par la banquise, soit par la houle, le vent ou le courant son système d'ancrage lié à bouée annulaire d'amarrage 1 le maintient en position. Étant donné les dimensions importantes du FPSO, les efforts de réaction de l'ancrage créent des variations de la tension horizontale F considérables au niveau de l'embase du touret, pouvant atteindre 5000 à 7500 tonnes dans le cas d'une banquise progressant perpendiculairement au bordé du FPSO, et de 1500 à 3000 tonnes en conditions extrêmes de houle, de vent et de courant. Ces efforts horizontaux sont directement transmis par la bouée annulaire d'amarrage à ladite embase du touret.
Sur la figure 4, on a représenté en coupe au niveau du plan AA de la figure 1, la phase de connexion de la bouée annulaire sur le touret.
Des câbles 20b, au minimum deux câbles, de préférence trois câbles, de préférence régulièrement et uniformément répartis à l'intérieur dudit touret contre la surface cylindrique interne de la paroi de la structure tubulaire 2, sont reliés à des treuils 20a, solidaires du touret et installés en partie haute, largement au dessus de la ligne de flottaison 32, de préférence sur la plateforme 21. Lesdits câbles 20b traversent une conduite verticale ou tube de guidage 20c, cette dernière dépassant de 5 plusieurs mètres, par exemple 5m, le niveau maximal de la houle maximale venant frapper le bordé du navire, ce dit niveau maximal étant largement au dessus du niveau de la mer au repos 32 tel que représenté
sur ladite figure 4. Ladite conduite de guidage 20c s'étend verticalement vers le bas et traverse de manière étanche le fond 2c du touret 2. Ainsi, 10 le niveau de l'eau de mer à l'intérieur des conduites de guidage 20c reste sensiblement le même qu'au niveau du bordé du navire, c'est-à-dire au niveau Ho correspondant, sur ladite figure, au niveau de la mer 32 : en cas de houle importante ou de tempête, le niveau de l'eau dans ladite conduite 20c ne peut pas atteindre le sommet de ladite conduite, 15 et l'eau de mer ne risque ainsi pas d'envahir l'intérieur du touret 2. La bouée annulaire étant en position de repos à une altitude H au dessus du fond de la mer, comme représenté sur la figure 1, le FPSO se positionne sensiblement à la verticale de ladite bouée annulaire et un ROV (sous-marin automatique d'intervention piloté depuis la surface)

20 vient connecter sur ladite bouée, l'extrémité des câbles 20b descendu à
la profondeur désirée par dévirage des treuils 20a. La bouée est ensuite relevée vers le fond du touret par enroulement synchronisé de tous les treuils, jusqu'à ce que la partie supérieure de la bouée annulaire vienne en contact avec la partie inférieure du touret. A cet effet, des moyens de guidage 21 représentés sur la figure 8, solidaires dudit touret, réalisent le centrage de la bouée annulaire 1 par rapport au touret, facilitant ainsi la connexion des parties mâle 7a et femelle 7b des connecteurs automatiques 7. Un joint circulaire en élastomère 100, solidaire de la bouée annulaire est comprimé entre la sous face du touret et la partie supérieure de la bouée annulaire, un taquet 101 solidaire de ladite bouée annulaire, limite l'écrasement dudit joint et assure le transfert de charge vertical entre ladite bouée annulaire et le touret.

21 Ces taquets 101 sont appliqués contre la surface externe de la structure tubulaire étanche 2 et s'étendent dessous celle-ci, c'est-à-dire dessous le niveau du fond 2c de la structure tubulaire 2, de manière à
permettre la reprise des efforts horizontaux subis par la bouée d'amarrage 2.
La partie supérieure de la bouée d'amarrage 1 est constituée par une paroi tubulaire supérieure la, de préférence à section circulaire, délimitant une chambre 30 renfermant les extrémités supérieures des premières conduites 14 traversant le fond 30a de la chambre 30.
Lesdites extrémités supérieures des premières conduites 14 et extrémités inférieures des secondes conduites 14c sont équipées de vannes 8 et respectivement 8b et partie mâle 7a et respectivement partie femelle 7b de connecteurs automatiques 7. Le joint torique 100 est appliqué sur le bord supérieur lb constituant la tranche de la paroi tubulaire supérieure la de la bouée d'amarrage 1.
Les vannes 8 et parties mâles 7a de connecteurs automatiques 7 à
l'extrémité supérieure des premières conduites 14 sont supportées par le fond 30a de la chambre des vannes 30.
Les vannes 8b et parties femelles 7b de connecteurs automatiques 7 à l'extrémité inférieure des secondes conduites 14c sont supportées par la paroi de fond 2c du touret.
La bouée d'amarrage 1 comporte une partie inférieure lc formant un caisson annulaire constituant un flotteur en sous-face de la paroi de fond 30a de la chambre des vannes 30.
Lorsque l'accostage de la bouée annulaire sur le touret est terminé, la tension est maintenue dans les câbles 20b, et l'on effectue le déballastage de la chambre de vannes 30 comme détaillé sur la figure 5.
A cet effet, une pompe 22 aspire l'eau à travers une conduite d'aspiration 22a traversant de manière étanche le fond 2c du touret et

22 rejetant l'eau à la mer par le biais de la conduite de refoulement 22b traversant de manière étanche le touret 2. Au début du pompage, l'eau à l'intérieur des conduites de guidage 20c se trouve au niveau Ho, correspondant sensiblement au niveau de la mer, mais dès que la pompe aura évacué quelques centaines de litres, l'eau va atteindre le niveau H2, car le diamètre requis pour les conduites est lié au diamètre des câbles de relevage 20b et est avantageusement réduit au minimum. A
titre d'exemple, une conduite de guidage de 300mm de diamètre interne et une hauteur H0-H2 de 20m, à l'intérieur de laquelle est installé un câble de levage de 150mm de diamètre correspond à un volume d'eau d'environ 1m3, c'est-à-dire un volume global de 4m3 environ pour un système de levage à quatre brins. Une pompe de déballastage de 500m3/h vidangera ainsi l'intégralité de la hauteur desdites conduites de guidage en environ 30 secondes, puis commencera ensuite à
vidanger la chambre des vannes dont le volume est d'environ 2 000 m3 pour une chambre de 5 m de hauteur et de 22,5 m de diamètre.
Ainsi après évacuation des premiers 4 m3 d'eau, donc après environ 30 secondes, la bouée annulaire se trouve plaquée en sous face du touret avec une force verticale dirigée vers le haut correspondant à
la section de la surface intérieure S délimitée par le joint d'étanchéité
100 multiplié par la pression hydrostatique correspondant au niveau H2, c'est-à-dire correspondant au poids du volume d'eau V=Sx(H0-H2). A
titre d'exemple, la bouée annulaire précédemment décrite possédant une chambre de vannes de 22,5 m de diamètre au niveau du joint d'étanchéité 100, et située à une profondeur H2=20m, ce qui correspond sensiblement à une pression de 2 bars, se trouve plaquée contre le touret avec une force verticale dirigée vers le haut de 8000 tonnes environ. Lorsque la chambre des vannes 30 est vide, elle se trouve à la pression atmosphérique et est rendue accessible par un trou d'homme 24 muni d'une trappe étanche 24a en position fermée lorsque la bouée annulaire est déconnectée, ou que la chambre des vannes est en cours de purge ou de remplissage.

23 Lorsque la chambre des vannes 30 est purgée, les câbles de levage ne sont plus nécessaires et sont de préférence déconnectés pour faciliter ultérieurement le largage de la bouée annulaire en cas de nécessité. On dispose avantageusement en sous face du touret un dispositif de verrou de sûreté représenté sur la figure 8 consistant, par exemple en une partie mobile articulée 102 solidaire de ladite sous face du touret, coopérant avec un taquet 101 solidaire de la bouée annulaire, ledit taquet étant par exemple commun avec la butée limitant l'écrasement du joint 100 en élastomère. Ainsi, en cas d'envahissement de la chambre des vannes, la perte de flottabilité de la bouée annulaire sera compensée par les verrous de sûreté et il n'y aura pas de risques de largage inopiné et destructeur de ladite bouée annulaire.
En cas de nécessité de déconnexion du FPSO, par exemple en raison d'une tempête, d'un iceberg ou d'une banquise menaçant l'ensemble des installations, on effectue avantageusement la déconnexion selon la procédure préférée suivante décrite en référence aux figures 7 et 8 :
- on ferme de manière étanche la trappe d'accès 24b à la chambre des vannes, et - les câbles de levage 20b sont déconnectés de la bouée annulaire et le cas échéant sortis intégralement des conduites guides 20c, les verrous de sûreté 102 étant toujours enclenchés, on ouvre la vanne 25 qui met en communication, par le biais des conduites de remplissage 25a-25b traversant respectivement la paroi latérale tubulaire 2 en partie basse du touret et la paroi de fond 2c du touret, la mer et ladite chambre des vannes, et ainsi commence le remplissage de la chambre des vannes, les tubes guides 20c servant d'évent en maintenant la chambre des vannes sensiblement à la pression atmosphérique pendant tout ledit remplissage, et - on arrête le remplissage en refermant la vanne 25, lorsque la chambre des vannes est intégralement remplie, ce qui représente un volume d'eau de mer d'environ 2000m3 dans l'exemple précédemment

24 décrit, c'est à dire lorsque la cote H2 du niveau de l'eau à l'intérieur de la chambre des vannes est atteinte.
Dans cette position, la bouée annulaire se trouve toujours maintenue en position par la poussée hydrostatique (F=poids du volume d'eau V2=Sx(Ho-H2)), et le processus de largage est réversible par simple vidange de la chambre comme expliqué précédemment en référence à la figure 3. Durant cette phase de remplissage qui peut durer de 10 à 45 minutes en fonction du nombre de vannes 25 et conduites de remplissage 25a-25b et de leurs diamètres respectifs, on dépressurise avantageusement toutes les conduites flexibles jusqu'aux têtes de puits, et plus particulièrement les conduites de gaz sous très forte pression, dont on envoie le gaz vers la torchère du FPSO pour y être brûlé.
Lorsque la déconnexion est confirmée de manière définitive :
- on déverrouille les verrous de sûreté 102 en les faisant pivoter de leur position engagée 102a à leur position rétractée 102b, et - on ouvre en grand au moins l'une des vannes 25 de manière à
finir le remplissage des tubes guides 20c, ce qui représente un volume faible, de l'ordre quelques m3 dans l'exemple décrit précédemment.
Dès que le niveau H1 est atteint, la flottabilité de la bouée annulaire est réduite de la valeur F3=Poids du volume d'eau V3=Sx(H0-H3) à la valeur Fi=Poids du volume d'eau V1=Sx(H0-H1). Lorsque le poids propre de l'ensemble constitué de la bouée annulaire déjaugée, des conduites flexibles et des ancrages dépasse la valeur de F1, la bouée annulaire commence à se libérer naturellement du touret et du fait que ladite bouée annulaire commence sa descente vers le bas, le joint 100 n'est plus étanche et laisse alors entre l'eau de mer avec un débit quasi-infini. Instantanément, la bouée annulaire se retrouve avec un niveau hydrostatique correspondant au niveau de la mer, c'est-à-dire au niveau HO, et ladite bouée annulaire se trouve précipité vers le bas avec une force considérable correspondant à son poids propre, c'est-à-dire 500-1500 tonnes, libérant ainsi le FPSO de son ancrage sur touret, de manière quasi-instantanée.
Cette phase ultime, entre son déclenchement et son résultat, nécessitant le transfert de 3-4m3 dans l'exemple précédemment décrit 5 pour remplir les conduites de guidage 20c jouant le rôle d'évents, ne prend que quelques secondes, voire quelques dizaines de secondes dans le pire des cas. En effet, lorsque le niveau hydrostatique H1 est atteint, la bouée annulaire commence sa descente, mais le joint 100 étant dans un état comprimé est toujours étanche. Pour continuer le processus de 10 largage, il convient de continuer l'entrée d'eau jusqu'à ce que le joint soit décomprimé et commence à laisser passer l'eau de mer, ce qui provoque alors le largage brutal de la bouée annulaire. A titre d'exemple, un joint comprimé sur une épaisseur de 25mm, nécessitera, dans l'exemple précédemment cité d'une chambre des vannes de 22.5 m 15 de diamètre un apport complémentaire d'eau de mer d'environ 10m3, ce qui n'augmente pas radicalement le temps de déconnexion.
On peut également réaliser le remplissage de la chambre de vannes 30 à l'aide de vannes 26 et conduites de remplissage latérales 26a-26b traversant ladite paroi tubulaire supérieure la de la bouée 20 d'amarrage 1, comme représenté sur la figure 8.
Pour obtenir une déconnexion quasi-instantanée on peut utiliser avantageusement une trappe étanche de grandes dimensions 103 maintenue en position fermée 103b en opération normale et en phase préliminaire de déconnexion par un dispositif de gâchette, ou par des

25 boulons explosifs, non représentés, puis actionnés à distance de manière connue pour libérer ladite trappe étanche, laquelle en position 103a laisse alors librement passer l'eau de mer. Le largage est alors quasiment instantané.
Dans la description qui précède, on a décrit ladite paroi supérieure tubulaire la de la bouée d'amarrage comme étant définie par une surface cylindrique d'axe vertical ZZ', de préférence à section

26 circulaire. Mais on comprend que ladite paroi tubulaire supérieure la peut être définie par une surface de révolution d'axe vertical ZZ' dont la génératrice droite est inclinée par rapport à l'axe ZZ', ladite paroi tubulaire supérieure présentant alors une forme tronconique, ou encore ladite génératrice peut être courbe, l'essentiel étant de définir une paroi latérale dont le bord supérieur lb est apte à venir en contact avec la sous-face de la paroi de fond 2c du touret 2, d'une part, et, d'autre part, dont l'extrémité inférieure soit assemblée de manière étanche sur la périphérie de la paroi de fond 30a de la chambre 30, de manière à
définir une chambre des vannes 30 étanche lorsque le bord supérieur de la paroi latérale de ladite chambre des vannes rentre en contact avec la paroi de fond 2c du touret 2.
Dans les descriptions des diverses figures, les treuils 20a sont installés au niveau du pont du FPSO et les câbles de levage 20b correspondants traversent les conduites de guidage 20c, ces derniers jouant aussi le rôle d'évent, mais on reste dans l'esprit de l'invention si l'on intègre les treuils dans la structure du touret au niveau de son fond. Les treuils sont alors directement dans l'eau et les câbles connectés directement à la bouée : on dispose alors au moins une conduite 20c qui alors n'a qu'un rôle d'évent.

Claims (31)

REVENDICATIONS

1. Support flottant (10) de production pétrolière comportant un système d'amarrage déconnectable (1, 2, 3) de lignes d'ancrage (13) au fond de la mer et de conduites de liaison fond/surface (14, 14c), comportant :
- une bouée d'amarrage (1) desdites lignes d'ancrage (13) et de premières conduites de liaison fond/surface (14,14a,14b) s'étendant depuis ladite bouée où elles sont amarrées jusqu'au fond de la mer, et - un touret (2) s'étendant au sein d'une cavité (4) traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, ladite bouée d'amarrage étant fixée dessous la coque du support flottant audit touret (2), ledit touret coopérant avec la coque au sein de ladite cavité (4) traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, ledit touret étant articulé en rotation par rapport à ladite coque par l'intermédiaire d'au moins un palier de roulement ou de frottement (51, 52, 53) situé au-dessus de la ligne de flottaison et/ou hors d'eau, de manière à
autoriser la rotation dudit support flottant autour d'un axe sensiblement vertical ZZ' dudit touret et de ladite cavité, sans entraîner la rotation de ladite bouée d'amarrage par rapport au même axe vertical ZZ', et - ledit touret comprenant au moins une structure tubulaire étanche (2, 2a), comportant une paroi de fond (2c) assemblée de manière étanche à l'extrémité inférieure de la paroi tubulaire latérale de ladite structure tubulaire, - des secondes conduites de liaison (14c) entre l'extrémité
supérieure desdites premières conduites de liaison fond/surface (14,14a,14b) et le pont du support flottant (101), traversant de manière étanche la paroi de fond (2c) du touret (2) et remontant au sein de la cavité (4) jusqu'à un raccord (3) d'une pluralité de dites secondes conduites (14c), ledit raccord (3) étant solidaire du support flottant, ledit raccord du type raccord à joint tournant étant articulé en rotation de manière à autoriser la rotation dudit support flottant sans entraîner la rotation dudit raccord, caractérisé en ce que :
- ladite bouée d'amarrage comprend une paroi tubulaire supérieure (1a), à l'intérieur de laquelle sont situées lesdites vannes (8) et, ladite paroi supérieure tubulaire (1a) de la bouée délimitant avec la paroi de fond (2c) dudit touret une chambre étanche (30), dite chambre des vannes, lorsque le bord supérieur (1b) de ladite paroi supérieure tubulaire de la bouée est appliqué contre la paroi de fond (2c) dudit touret, en sous-face de celui-ci, et - ledit support flottant comprend un système de connexion/déconnexion de ladite bouée d'amarrage par rapport à ladite paroi de fond (2c) du touret, comprenant :
.cndot. une pluralité de liens (20b), fixés à la dite bouée d'amarrage au bord supérieur (1b) de la dite paroi supérieure tubulaire (1a) de la bouée d'amarrage, et .cndot. au moins un tube d'évent (20c) s'étendant verticalement à
l'intérieur du touret, depuis un niveau au-dessus de la ligne de flottaison jusqu'à la paroi de fond (2c) du touret qu'il traverse de manière étanche, et .cndot. des moyens de pompage (22) d'eau dans ladite chambre des vannes (30), lorsque ladite paroi tubulaire supérieure (1a) de la bouée est appliquée contre ledit fond du touret, et .cndot. le poids propre de ladite bouée d'amarrage (1) et desdites premières conduites de liaison fond/surface (14a, 14b) et lignes d'ancrage (13) étant inférieur au poids du volume d'eau correspondant au volume V=Sx(H0-H2), dans laquelle - H0 est la hauteur d'eau du niveau de flottaison, - H2 est la hauteur du bord supérieur (1b) de ladite paroi tubulaire supérieure de bouée en contact avec la paroi de fond (2c) du touret, et - S est la surface de la section transversale de ladite paroi tubulaire supérieure (1a).

2. Support flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bouée d'amarrage (1) est une bouée annulaire.

3. Support flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit touret (2) est articulé en rotation par rapport à ladite coque par l'intermédiaire d'au moins un palier de roulement.

4. Support flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure étanche (2, 2a) est à section circulaire, selon ledit axe vertical (ZZ').

5. Support flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce qui ledit raccord (3) est solidaire du support flottant au niveau du pont (101) du support flottant.

6. Support flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bouée d'amarrage comprend une paroi tubulaire supérieure (1a), à l'intérieur de laquelle sont situées lesdites vannes (8) et des connecteurs (7).

7. Support flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits liens (20b) sont des câbles de levage.

8. Support flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits liens (20b) s'étendent à l'intérieur du touret en traversant de manière étanche la paroi de fond (2c) du touret.

9. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la dite pluralité de dits câbles de levage s'étend depuis des treuils (20a) disposés sur le pont du navire ou au sommet dudit touret, au-dessus de la ligne de flottaison (32), lesdits câbles s'étendant le cas échéant à !Intérieur d'une pluralité de dits tubes d'évents (20c) s'étendant verticalement à l'intérieur du touret, depuis un niveau au-dessus de la ligne de flottaison jusqu'au fond (2c) du touret qu'ils traversent de manière étanche.

10. Support flottant selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois dits câbles (20b) et au moins trois dits tubes d'évent (20c).

11. Support flottant selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits câbles (20b) et lesdits tubes d'évent (20c) sont disposés symétriquement par rapport au centre du fond circulaire (2c) dudit touret et, de préférence, le long et à proximité de la surface interne de ladite structure tubulaire (2, 2b) dudit touret, les extrémités inférieures desdits câbles (20b) étant fixées au niveau (20d) du bord supérieur (1b) de ladite paroi tubulaire supérieure (1a) de ladite bouée.

12. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le diamètre desdits tubes d'évent (20c) et la profondeur (H0-H2) d'immersion de la paroi de fond (2c) du touret sur lequel reposent lesdits tubes d'évent, sont tels que le volume interne des tubes d'évent est inférieur à 15 m3, pour une hauteur de touret immergé au sein de ladite cavité (H0-H2) d'au moins 20 m.

13. Support flottant selon la revendication 12, caractérisé en ce que le volume interne des tubes d'évent est inférieur à 5 m3.

14. Support flottant selon la revendication 12 ou 13, caractérisé
en ce que la hauteur de touret immergé au sein de ladite cavité (H0-H2) est de 20 à 50 m.

15. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que ladite paroi tubulaire supérieure (1a) de la bouée comprend, à son extrémité inférieure, une paroi de fond (30a) à laquelle elle est assemblée de manière étanche, formant la paroi de fond de la chambre des vannes supportant lesdites vannes (8) et/ou parties de connecteurs automatiques (7a), et la bouée comporte, en partie inférieure, un caisson annulaire (1c) constituant un flotteur en sous-face de la paroi de fond (30a) de la chambre des vannes.

16. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend une pompe (22) située en partie basse à l'intérieur de ladite structure tubulaire étanche constituant le touret (2), ladite pompe coopérant avec une conduite d'aspiration (22a) traversant de manière étanche ladite paroi de fond (2c) du touret, ladite conduite d'aspiration arrivant à proximité de la paroi de fond (30a) de ladite chambre des vannes (30) lorsque celle-ci est en position appliquée contre ladite paroi de fond (2c) du touret, et ladite pompe (22) coopérant avec une canalisation de refoulement (22b) traversant la paroi latérale tubulaire de ladite structure tubulaire étanche (2) constituant le touret, et débouchant au sein de ladite cavité (4).

17. Support flottant selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite pompe (22) coopère avec une canalisation de refoulement (22b) traversant la paroi latérale tubulaire de ladite structure étanche (2) constituant le touret, en partie basse dudit touret.

18. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'il comporte des taquets de centrage (21) appliqués sur la surface externe de la paroi tubulaire du touret et s'étendant en-dessous de ladite paroi de fond (2c) du touret.

19. Support flottant selon la revendication 18, caractérisé en ce que lesdits taquets de centrage (21) sont disposés uniformément et régulièrement autour dudit fond.

20. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de retenue mécaniques réversibles (101, 102) de ladite bouée d'amarrage contre la sous-face du fond (2c) dudit touret.

21. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que ladite paroi tubulaire supérieure (1a) de ladite bouée comprend, sur son bord supérieur (1b), un joint torique (100) et, sur sa face interne, des butées ou taquets de protection (101) limitant l'écrasement dudit joint et assurant le transfert de charge vertical entre ladite bouée annulaire et le touret lorsque ladite bouée d'amarrage est appliquée contre la paroi de fond (2c) dudit touret, ledit joint torique (100) étant comprimé entre la sous-face de la paroi de fond (2c) dudit touret et le bord supérieur (1b) de la paroi tubulaire supérieure (1a) de ladite bouée d'amarrage, ledit taquet de protection (101) étant apte à coopérer avec un verrou de sûreté mobile articulé
(102) solidaire de la sous-face de la paroi de fond (2c) dudit touret, de telle sorte que ladite bouée d'amarrage (1) soit rendue solidaire dudit touret lorsque ledit verrou de sûreté(102) est enclenché dessous ledit taquet de protection (101).

22. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que ladite paroi tubulaire supérieure de la bouée et/ou la paroi latérale tubulaire de la structure tubulaire étanche dudit touret comporte(nt) une vanne de remplissage (25-26) coopérant avec des canalisations de remplissage (25a-25b et 26a-26b) mettant en communication l'eau de mer et l'intérieur de ladite chambre des vannes (30), et comportant une trappe (103) étanche de grande dimension, apte à permettre un remplissage quasi instantané de ladite chambre des vannes par l'eau de mer lorsque l'on ouvre ladite trappe.

23. Support flottant selon la revendication 22, caractérisé en ce que ladite vanne de remplissage (25-26) coopère avec des canalisations de remplissage (25a-25b et 26a-26b) mettant en communication l'eau de mer et ladite paroi tubulaire (la) de ladite chambre des vannes (30).

24. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que la paroi de fond (2c) du touret comporte une trappe de visite (24, 24a) de ladite chambre des vannes.

25. Procédé de mise en oeuvre d'un support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, dans lequel on réalise la connexion d'une dite bouée d'amarrage (1) en sous-face et contre la paroi de fond (2c) d'un dit touret, et on réalise les étapes suivantes :
a- on immerge une dite bouée d'amarrage, à laquelle sont amarrées desdites premières conduites de liaison fond/surface (14) et lignes d'ancrage (13), et b- on accroche l'extrémité inférieure des câbles de levage (20d) à ladite bouée d'amarrage, ledit support flottant étant positionné de telle sorte que ladite bouée d'amarrage soit sensiblement axée dans l'axe vertical (ZZ') de ladite cavité, et c- on actionne lesdits treuils pour relever ladite bouée d'amarrage jusqu'à ce que le bord supérieur (1b) de ladite paroi tubulaire supérieure (1a) de la bouée d'amarrage soit appliqué contre et en sous-face de la paroi de fond (2c) dudit touret, formant ainsi une dite chambre des vannes (30) remplie d'eau de mer, lesdits tubes d'évent (20c) étant également remplis d'eau de mer sur une hauteur H0 correspondant sensiblement au niveau de la surface de l'eau de la ligne de flottaison (32), et d- on pompe l'eau à l'intérieur de ladite chambre de vannes (30) à l'aide de dits moyens de pompage (22) jusqu'à ce que le niveau de l'eau dans lesdits tubes d'évent soit inférieur à la hauteur H1, la hauteur H1 étant telle que le poids du volume d'eau V1=Sx(H0-H1) est au moins égal au poids de l'ensemble de ladite bouée d'amarrage (1) et desdites conduites de liaison (14) et lignes d'ancrage (13).

26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'il comporte en plus une étape consistant à vider complètement ladite chambre des vannes (30) que l'on rend ensuite étanche.

27. Procédé selon la revendication 25 ou 26, caractérisé en ce que le niveau de l'eau dans lesdits tubes d'évent est inférieur ou égal à
la hauteur H2.

28. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 à 27, caractérisé en ce que, après vidage de ladite chambre des vannes, on détache les extrémités inférieures desdits câbles de levage (20b) de ladite bouée d'amarrage et, on enclenche des moyens de retenue mécaniques (101, 102) de ladite bouée d'amarrage, rendant celle-ci solidaire de la paroi de fond (2c) dudit touret.

29. Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce que on enclenche des moyens de retenue mécaniques (101, 102) de ladite bouée d'amarrage, rendant celle-ci solidaire de la paroi de fond (2c) dudit touret, à l'aide d'un verrou de sûreté mobile (102) articulé apte à
coopérer avec des taquets de protection (101) empêchant l'écrasement d'un joint torique (100) comprimé entre le bord supérieur (lb) de la paroi tubulaire supérieure (1a) de la bouée d'amarrage et la sous-face de la paroi de fond (2c) du touret.

30. Procédé de mise en oeuvre d'un support flottant selon l'une quelconque des revendications 25 à 29, dans lequel on réalise la déconnexion d'une dite bouée d'amarrage (1) connectée à un dit touret (2), dans lequel les extrémités inférieures desdits câbles de levage (20b) ont été détachées de ladite bouée d'amarrage (1), comprenant les étapes suivantes :
a- on fait rentrer de l'eau dans ladite chambre de vannes (30), de manière à ce que le niveau de l'eau dans lesdits tubes d'évent (20c) arrive au-dessus dudit niveau H1, et b- le cas échéant, on déverrouille les connecteurs automatiques (7) entre lesdites première et deuxième conduites et on libère lesdits moyens de retenue mécaniques (101, 102) pour désolidariser mécaniquement ladite bouée d'amarrage et ladite paroi de fond (2c) du touret.

31. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que l'on réalise les étapes suivantes :
a- le cas échéant, on dépressurise lesdites première et seconde conduites de liaison fond/surface, et b- on remplit ladite chambre de vannes (30) jusqu'à ladite hauteur H2 de la sous-face de la paroi de fond du touret, et on arrête le remplissage dès que ladite chambre des vannes (30) est intégralement remplie d'eau, et c- on déverrouille les connecteurs automatiques (7) entre lesdites première et deuxième conduites, et d- on déverrouille, le cas échéant, lesdits verrous de sûreté
mécaniques (102), et e- on continue le remplissage de ladite chambre de vannes, de manière à réaliser le remplissage des tubes d'évent (20c) jusqu'à ladite hauteur H1.