EP0097069B1 - Procédé d'installation d'une plateforme en mer, superstructure de plateforme pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents
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- E02B17/02—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto
Definitions
- the present invention essentially relates to a method of installing a fixed platform at sea.
- the object of the present invention is therefore to remedy the above drawbacks in particular by proposing a new method of installing a fixed platform, which method requires minimal work at sea, allows rapid, reliable and safe positioning of the superstructure on the infrastructure of the platform, and therefore remains relatively low overall cost and in any case significantly lower than conventional methods.
- the essential object of the invention is a method of installing a fixed platform at sea and of the type consisting in flotation carrying a superstructure to the site of installation of the platform, in positioning this superstructure to the right of an infrastructure already resting on the sea bottom, and to lower the superstructure to ensure its placement on the infrastructure and thus erect said platform, characterized in that said superstructure being initially provided with floats temporary, it is transported by barge to the vicinity of the infrastructure, the barge is sunk or submerged to a depth sufficient to allow the buoyancy of the superstructure thanks to the temporary floats, then the superstructure is floated to the right of the infrastructure, then after lowering the superstructure to bring it into contact with the infrastructure and after assembling the two structures together, the fleet is removed temporary ones from below the superstructure.
- the superstructure conveyed by the barge does not initially comprise the above-mentioned floats, these being substituted for the barge only near the infrastructure.
- the superstructure is kept in abutment on its piles, the barge is ballasted and the floats are interposed between the barge and the underside of the superstructure.
- the positioning in the horizontal plane of the superstructure in line with the infrastructure is carried out by hauling on hawsers, chains or the like connecting the infrastructure to the floats and / or to the superstructure .
- the method of the invention is further characterized in that the positioning of the superstructure on the infrastructure in the vertical direction can be carried out by ballasting of the floats and / or by actuation of jacks integral with the superstructure, and / or by vertical traction on the infrastructure by means of at least one winch and cables for example.
- the invention also relates to a platform superstructure for the execution of the above method, and with which is associated a barge allowing its transport on sea, characterized in that flotation means constituted by at least two removable floats ensure its maintenance on the sea during its lowering.
- This superstructure is also characterized by the fact that each float is connected to the super structure via a removable support, for example forming a lattice structure.
- floats have a parallelepiped shape surmounted by two projecting parts and possibly include stabilizing flaps which can be adjustable.
- the aforementioned floats are provided with winches, while piles or columns actuated by jacks, as known per se, can be provided on the superstructure to mount it on the infrastructure.
- a platform superstructure 1 is built on a site and rests on the ground 2 by means of rails 3 for example.
- the superstructure 1 forms a lattice structure, but could be constituted otherwise, without departing from the scope of the invention.
- Cylinders 4, of a type known per se and for example eight in number, are integral with the superstructure 1 and are capable of actuating columns or stacks 5 allowing the lowering or lifting of the superstructure 1.
- the superstructure 1 is raised relative to the ground 2 by means of the jacks 4, so as to allow, in accordance with the invention, the insertion and mounting under said superstructure, of two floats 6 better visible in FIG. 9.
- floats 6 have, according to a preferred embodiment, a substantially parallelepiped shape and are each surmounted, at their respective ends, by two projecting parts 6a.
- the parts 6a advantageously give the deck 1 - floats 6 assembly a behavior close to that of a semi-submersible platform, as will be seen below.
- the floats 6 can be made of any suitable material and, as seen in FIG. 9, can include various accessories such as removable and / or adjustable stabilization flaps 7.
- the floats 6 are connected to the structure 1 by means of a support 8 preferably forming a lattice structure.
- These supports 8 are advantageously removable, as are consequently the floats 6 that one can. thus qualify as temporary and removable floating elements.
- the superstructure 1 on the barge 9 is removed, and said barge is ballasted, submerged or possibly sunk.
- the superstructure 1 is launched and floats by means of the floats 6, as can be seen in FIG. 4.
- the superstructure 1 is then towed to the final installation site where an infrastructure 10 has been installed, with eight piers 11 for example, as is clearly shown in FIG. 5 where we see said infrastructure which rests or is fixed to the bottom 12 of the sea 13 by any appropriate means.
- hawsers, chains or the like 15 connect the floats 6 (or even the superstructure 1) to the infrastructure 10, and more particularly to the four central stacks 11 a of this infrastructure.
- the superstructure 1 can be positioned precisely in the horizontal plane above the infrastructure 10.
- the floats 6 which support the superstructure 10 somewhat in the manner of a catamaran, squeeze between the 11 stacks of the infrastructure.
- the superstructure 1 is thus correctly positioned in the horizontal plane above the in frastructure, it is necessary to remove the piles 5 of the superstructure on the corresponding piles 11 of the infrastructure. To proceed with this removal, the floats 6 can be ballasted as seen in FIG. 5 if we compare it to fig. 4. It should be noted here, that a partial ballasting of these floats can be carried out before the removal of the superstructure 1, which advantageously gives it the behavior of a semi-submersible machine during towing.
- the platform is practically carried out and is in the position illustrated by lafig. 8. It is necessary to simultaneously actuate the jacks 4 to raise the superstructure 1 to its final level above the sea. During this lifting, the floats 6 advantageously assist the jacks 4, and then the floats 6 as well as the intermediate structure 8 can be removed, it being understood that they can be reusable later.
- the superstructure 1 conveyed by the transport barge 9 is not initially, that is to say on the manufacturing site, equipped with floats 6 according to the invention.
- this superstructure 1 is transported alone up to the proximity of the infrastructure 10, in a protected site and in relatively shallow water. It is here that the floats 6 are substituted for the barge 9, in the following manner.
- the superstructure 1 is held in abutment by its batteries 5 on the bottom 12 of the sea, and this by actuation of the jacks 4.
- the barge 9 is then ballasted as indicated by the arrow 14, and the floats 6 are interposed between the barge 9 and the underside of superstructure 1.
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Description
- La présente invention a essentiellement pour objet un procédé d'installation d'une plate-forme fixe en mer.
- Elle vise également une superstructure de plate-forme permettant l'exécution de ce procédé.
- On sait que les plates-formes fixes se composent, d'une manière générale, de deux ensembles, à savoir une infrastructure reposant sur le fond de la mer et une superstructure qui est supportée, au-dessus du niveau de la mer, par l'infrastructure. Pour réaliser l'assemblage en mer de ces deux ensembles sur un site d'implantation choisi, on a déjà proposé diverses solutions.
- L'infrastructure et la superstructure, toutes deux construites sous forme modulaire, sont transportées sur des barges-grues jusqu'au site d'implantation où l'on assemble les divers modules pour ainsi ériger la plate-forme. Comme on le comprend, cette manière de procéder exige un travail important sur site d'assemblage et de raccordement des divers modules, de sorte qu'au total le coût résultant de la main-d'oeuvre et de l'important travail à effectuer en mer, est actuellement prohibitif.
- On a donc proposé d'acheminer la plate-forme assemblée en un seul bloc sur une multiplicité de barges jusqu'au site d'érection, comme cela est décrit par exemple dans le brevet américain US-A N° 2657540. Lorsque la plate-forme est arrivée sur le site choisi, on la monte sur des piles que l'on a fait chuter au travers de la plate-forme jusqu'au fond de la mer, et on submerge ou on coule les barges pour pouvoir les retirer du dessous de la plate-forme. Mais en raison des mouvements de houle impartis aux nombreuses barges, on comprend que l'installation de la plate-forme, tant dans le plan horizontal que vertical, peut poser de gros problèmes, et il y a des risques d'imprécision d'assemblage de la plate-forme aux piles et même des risques d'accidents lors de cet assemblage ou postérieurement à celu.i-ci.
- Par ailleurs, on a proposé d'acheminer par flottaison la superstructure seule jusqu'au site d'implantation, à l'endroit où est déjà installée l'infrastructure au fond de la mer, comme cela est par exemple décrit dans le certificat d'addition français FR-A N° 2416306. Selon ce document, la superstructure est transportée par un flotteur fixé à demeure sous celle-ci et qui, après positionnement de la superstructure au droit de l'infrastructure, est ballasté pour permettre la dépose puis la fixation de la superstructure sur l'infrastructure. Mais dans ce cas, le flotteur fait partie intégrante de la plate-forme une fois érigée, en complique par conséquent la structure et n'est pas facilement réutilisable.
- Aussi la présente invention a pour but de remédier notamment aux inconvénients ci-dessus en proposant un nouveau procédé d'installation d'une plate-forme fixe, lequel procédé exige un travail minimal en mer, permet un positionnement rapide, fiable et sûr de la superstructure sur l'infrastructure de la plate-forme, et demeure par conséquent d'un coût total relativement faible et en tout cas nettement inférieur aux procédés classiques.
- A cet effet, l'invention a pour objet essentiel un procédé d'installation d'une plate-forme fixe en mer et du type consistant à acheminer par flottaison une superstructure vers le site d'implantation de la plate-forme, à positionner cette superstructure au droit d'une infrastructure reposant déjà sur le fond de la mer, et à abaisser la superstructure pour assurer sa mise en place sur l'infrastructure et ainsi ériger ladite plate-forme, caractérisé en ce que ladite superstructure étant initialement munie de flotteurs provisoires amovibles, on l'achemine par barge jusqu'à proximité de l'infrastructure, on coule ou on submerge la barge à une profondeur suffisante pour permettre la flottaison de la superstructure grâce aux flotteurs provisoires, on achemine ensuite la superstructure par flottaison au droit de l'infrastructure, puis après abaissement de l'a superstructure pour l'amener en contact avec l'infrastructure et après assemblage des deux structures entre elles, on retire les flotteurs provisoires du dessous de la superstructure.
- On comprend donc déjà que letransport océanique de la superstructure depuis le chantier de construction est effectué par une barge par exemple jusqu'à proximité du site de pose et, à ce moment-là, ce sont les flotteurs qui se substituent à la barge et permettent un acheminement et un positionnement précis, rigoureux et sans danger de la superstructure sur l'infrastructure.
- Suivant une variante du procédé de l'invention, la superstructure acheminée par la barge ne comporte pas initialement les flotteurs précités, ceux-ci n'étant substitués à la barge qu'à proximité de l'infrastructure.
- Dans ce cas-là, pour substituer les flotteurs à la barge de transport, on maintient la superstructure en appui sur ses piles, on ballaste la barge et on interpose les flotteurs entre la barge et le dessous de la superstructure.
- Suivant encore une autre caractéristique du procédé de l'invention, le positionnement dans le plan horizontal de la superstructure au droit de l'infrastructure est effectué par halage sur des aussières, chaînes ou analogues reliant l'infrastructure aux flotteurs et/ou à la superstructure.
- Le procédé de l'invention est encore caractérisé en ce que le positionnement de la superstructure sur l'infrastructure dans le sens vertical peut être effectué par ballastage des flotteurs et/ou par actionnement de vérins solidaires de la superstructure, et/ou par traction verticale sur l'infrastructure au moyen d'au moins un treuil et de câbles par exemple.
- L'invention vise également une superstructure de plate-forme pour l'exécution du procédé ci-dessus, et à laquelle est associée une barge permettant son transport sur mer, caractérisée en ce que des moyens de flottaison constitués par au moins deux flotteurs démontables assurent son maintien sur la mer lors de son abaissement.
- Cette superstructure est également caractérisée par le fait que chaque flotteur est relié à la superstructure par l'intermédiaire d'un support démontable formant par exemple une structure en treillis.
- On ajoutera encore ici que les flotteurs précités présentent une forme parallélépipédique surmontée par deux parties en saillie et comportent éventuellement des volets de stabilisation pouvant être réglables.
- Les flotteurs précités sont munis de treuils, tandis que des piles ou colonnes actionnables par vérins, comme connu en soi, peuvent être prévues sur la superstructure pour la monter sur l'infrastructure.
- Mais d'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels:
- La fig. 1 est une vue schématique en élévation d'une superstructure de plate-forme fabriquée sur un chantier.
- La fig. 2 est une vue en élévation de cette superstructure sous laquelle on a fixé des flotteurs provisoires amovibles conformément à l'invention.
- La fig. 3 est une vue schématique de la superstructure en position de transport sur une barge.
- La fig. 4 est une vue schématique de la superstructure en position de flottaison et prête à être acheminée au droit d'une infrastructure.
- La fig. 5 est une vue schématique de la superstructure en position de dépose sur l'infrastructure.
- Les fig. 6 et 7 sont des vues en plan illustrant un exemple d'arrimage et de halage de la superstructure pour l'amener au droit de l'infrastructure dans le plan horizontal.
- La fig. 8 est une vue de l'ouvrage en position assemblée.
- La fig. 9 est une vue en perspective d'un flotteur, et
- les fig. 10 et 11 illustrent schématiquement une variante du procédé selon l'invention.
- On décrira simultanément, en se reportant aux dessins annexés, la séquence des opérations d'installation de la superstructure, en même temps que les moyens selon l'invention pour procéder à cette installation.
- Suivant un exemple de réalisation et en se reportant à la fig. 1, une superstructure de plate-forme 1 est construite sur un chantier et repose sur le sol 2 par l'intermédiaire de rails 3 par exemple. Suivant l'exemple représenté, la superstructure 1 forme une structure en treillis, mais pourrait être constituée autrement, et ce sans sortir du cadre de l'invention. Des vérins 4, d'un type connu en soi et par exemple au nombre de huit, sont solidaires de la superstructure 1 et sont susceptibles d'actionner des colonnes ou piles 5 permettant l'abaissement ou le soulèvement de la superstructure 1.
- Ainsi, après construction et comme on le voit sur la fig. 2, la superstructure 1 est soulevée par rapport au sol 2 au moyen des vérins 4, de façon à permettre, conformément à l'invention, l'insertion et le montage sous ladite superstructure, de deux flotteurs 6 mieux visibles sur la fig. 9.
- Ces flotteurs 6 présentent, suivant une réalisation préférée, une forme sensiblement parallélépipédique et sont chacun surmontés, à leurs extrémités respectives, de deux parties en saillie 6a. Lorsque les flotteurs 6 sont ballastés, les parties 6a confèrent avantageusement à l'ensemble pont 1 - flotteurs 6 un comportement proche de celui d'une plate-forme semi-submersible, comme on le verra plus loin. Les flotteurs 6 peuvent être réalisés en tout matériau approprié et, comme on le voit sur la fig. 9, peuvent comporter divers accessoires tels que des volets amovibles et/ou réglables de stabilisation 7.
- Revenant à la fig. 2, on voit que les flotteurs 6 sont reliés à la structure 1 par l'intermédiaire d'un support 8 formant de préférence une structure en treillis. Ces supports 8 sont avantageusement démontables, de même que le sont par conséquent les flotteurs 6 que l'on peut. ainsi qualifier d'éléments flottants provisoires et amovibles.
- Le montage des flotteurs 6 ayant été ainsi effectué, comme on le voit sur la fig. 2, on relève les piles 5 à l'aide des vérins 4, de sorte que la superstructure 1 repose sur le sol 2 par l'intermédiaire des flotteurs 6. Et l'ensemble pont 1-flotteurs 6 est chargé, par glissement sur les rails 3, sur une barge 9, comme cela est représenté sur la fig. 3. Après arrimage de l'ensemble sur la barge 9, le remorquage transocéanique depuis le chantier de construction jusqu'à proximité du site de pose, est effectué.
- A cet endroit, lorsque les conditions météorologiques sontfavorables, l'arrimage de la superstructure 1 sur la barge 9 est enlevé, et ladite barge est ballastée, submergée ou éventuellement coulée. Ainsi, la superstructure 1 se trouve mise à l'eau et flotte par l'intermédiaire des flotteurs 6, comme on le voit bien sur la fig. 4.
- On notera qu'à ce stade, la barge de transport 9 peut bien sûr être renflouée après déplacement de la superstructure 1 sur ses flotteurs 6.
- La superstructure 1 est alors remorquée jusqu'au site d'implantation définitif où a été installée une infrastructure 10, à huit piles 11 par exemple, comme cela apparaît clairement sur la fig. 5 où l'on voit ladite infrastructure qui repose ou est fixée sur le fond 12 de la mer 13 par tout moyen approprié.
- C'est à ce stade que les flotteurs provisoires 6 selon l'invention trouvent leur pleine justification, car ils permettent un positionnement précis, fiable et rapide de la superstructure 1 au droit de l'infrastructure 10, et ce tant dans le plan horizontal que dans le plan vertical, comme on l'expliquera plus en détail ci-après.
- Comme on le voit sur les fig. 6 et 7, des aussières, chaînes ou analogues 15 relient les flotteurs 6 (ou encore la superstructure 1 ), à l'infrastructure 10, et plus particulièrement aux quatre piles centrales 11 a de cette infrastructure. Ainsi, par halage sur les aussières ou analogues 15, la superstructure 1 peut être positionnée précisément dans le plan horizontal au-dessus de l'infrastructure 10. Autrement dit, les flotteurs 6 qui supportent la superstructure 10, un peu à la manière d'un catamaran, se faufilent entre les piles 11 de l'infrastructure.
- La superstructure 1 étant ainsi correctement positionnée dans le plan horizontal au-dessus de l'infrastructure, il convient de procéder à la dépose des piles 5 de la superstructure sur les piles correspondantes 11 de l'infrastructure. Pour procéder à cette dépose, on peut procéder au ballastage des flotteurs 6 comme on le voit sur la fig. 5 si on la compare à la fig. 4. Il est à noter ici, qu'un ballastage partiel de ces flotteurs peut être effectué avant la dépose de la superstructure 1, ce qui confère avantageusement à celle-ci un comportement d'engin semi-submersible lors du remorquage.
- En plus du ballastage des flotteurs 6 pour la dépose sur l'infrastructure 10, on peut actionner les vérins 4 qui permettront aux piles 5 de coopérer avec les piles correspondantes 11 de l'infrastructure afin de permettre ainsi le blocage de la superstructure 1 dans le plan horizontal. Enfin, suivant une façon de procéder particulièrement avantageuse, on peut, pour réaliser la dépose, effectuer une traction verticale sur l'infrastructure 10 au moyen d'au moins un treuil (non représenté) et de câbles par exemple. Autrement dit, en actionnant le treuil, qui par exemple est monté sur l'un des flotteurs 6 et peut aussi servir pour le halage de la superstructure 1 comme expliqué précédemment, on fera plonger les flotteurs 6 et donc la superstructure 1 qui viendra, par approches successives par exemple, se positionner sur les piles 11 de l'infrastructure.
- L'opération de dépose ayant ainsi été réalisée par l'un et/ou l'autre des moyens précités, la plate-forme est pratiquement réalisée et se trouve dans la position illustrée par lafig. 8. On peut se nécessaire actionner simultanément les vérins 4 pour lever la superstructure 1 à son niveau définitif au-dessus de la mer. Pendant ce soulèvement, les flotteurs 6 assistent avantageusement les vérins 4, et ensuite les flotteurs 6 ainsi que la structure intermédiaire 8 peuvent être retirés, étant bien entendu qu'ils peuvent être réutilisables par la suite.
- On n'insistera pas ici sur toutes les opérations annexes qui consistent à enlever les aussières 15, à exécuter les liaisons nécessaires entre la superstructure 1 et L'infrastructure 10 après assemblage ou à retirer les vérins 4 et les longueurs excédentaires des piles 5. Toutes ces opérations sont annexes, et sont, d'une manière générale, connues en soi.
- Par contre, il convient d'insister ici sur les nombreux avantages procurés par les flotteurs provisoires 6 dont les dimensions sont déterminées et optimisées afin notamment de permettre leur introduction entre les piles 11 de l'infrastructure 10, de réduire considérablement les mouvements de la superstructure 1 lors de son accostage sur l'infrastructure 10, ce qui ne serait pas le cas avec une barge de transport, et de participer à la dépose de la superstructure dans le plan vertical.
- Suivant la variante illustrée sur les fig. 10 et 11, la superstructure 1 acheminée par la barge de transport 9 n'est pas initialement, c'est-à-dire sur le chantier de fabrication, équipée des flotteurs 6 selon l'invention. Autrement dit, cette superstructure 1 est transportée seule jusqu'à proximité de l'infrastructure 10, dans un site protégé et en eau relativement peu profonde. C'est ici que l'on substitue les flotteurs 6 à la barge 9, de la façon suivante.
- Comme on le voit sur la fig. 10, la superstructure 1 est maintenue en appui par ses piles 5 sur le fond 12 de la mer, et ce par actionnement des vérins 4. La barge 9 est alors ballastée comme indiqué par la flèche 14, et on interpose les flotteurs 6 entre la barge 9 et le dessous de la superstructure 1 .
- L'opération de transfert sur les flotteurs étant ainsi réalisée, comme on le voit sur la fig. 11, il suffit alors de relever les piles 5 par action sur les vérins 4 et de remorquer le pont ou structure flottante 1 vers l'infrastructure 10 pour la positionner horizontalement et verticalement comme cela a été décrit en détail précédemment.
- On ajoutera ici qu'au lieu de substituer les flotteurs à la barge par appui de la superstructure sur ses piles 5 de part et d'autre de ladite barge, comme on l'a dit précédemment, on pourrait parfaitement procéder autrement, par exemple par glissement à terre de la superstructure 1, puis glissement de cette dernière sur les flotteurs. Dans cet ordre d'idées, on pourrait aussi créer deux bassins pour les flotteurs et construire et placer ces flotteurs dans les bassins pour ensuite construire la superstructure au-dessus des flotteurs, étant entendu que la mise à l'eau se ferait par ouverture des bassins sur la mer.
- Il résulte de ce qui précède que toutes lesvarian- tes possibles, du procédé de l'invention permettent la construction- d'une plate-forme fixe en mer au moindre coût en raison notamment de l'utilisation de flotteurs provisoires amovibles et qui permettent une installation précise fiable et sûre de la plate-forme sur un site d'implantation choisi.
- Bien entendu, la forme, les dimensions, les accessoires et même le nombre des flotteurs provisoires sous la superstructure peuvent être quelconques sans sortir du cadre de l'invention.
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