EP0107842A1 - Dispositif pour permettre d'effectuer de façon répétitive des opérations de mise en place ou de retrait d'un module autonome submersible comportant un tronçon de conduite raccordable à une collecte - Google Patents

Dispositif pour permettre d'effectuer de façon répétitive des opérations de mise en place ou de retrait d'un module autonome submersible comportant un tronçon de conduite raccordable à une collecte Download PDF

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EP0107842A1
EP0107842A1 EP83110468A EP83110468A EP0107842A1 EP 0107842 A1 EP0107842 A1 EP 0107842A1 EP 83110468 A EP83110468 A EP 83110468A EP 83110468 A EP83110468 A EP 83110468A EP 0107842 A1 EP0107842 A1 EP 0107842A1
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connection
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Roland Labbe
Jean-Luc Quistrebert
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Alstom SA
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Alstom SA
Alsthom Atlantique SA
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02—Surface sealing or packing
    • E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/035—Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • E21B33/038—Connectors used on well heads, e.g. for connecting blow-out preventer and riser
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
    • E21B43/013—Connecting a production flow line to an underwater well head

Definitions

  • the document FR-A 2,500,525 describes an underwater petroleum production installation which comprises well heads each associated with an auxiliary module comprising movable members such as valves.
  • This auxiliary module is connected on one side to the well head and on the other to a collection leading to a central structure bringing together all the collections and comprising specialized accessory modules.
  • the auxiliary module can be raised to allow maintenance and repair operations to be carried out on the surface. It is therefore necessary that there is a certain clearance between, on the one hand, this module and the wellhead and, on the other hand, this module and said collection once this module is disconnected from these two elements.
  • the internal channel, formed by the collection must be able to continue up to the head of the well without any drop, groove, bump or narrowing of the conduit at the location of the connectors because it must be able to send tools there, which implies end-to-end connections until contact with the ends of the parts to be connected. Taking into account this and the play necessary to allow the arrival and the removal of the auxiliary module, this means that during the connection, we are led to fetch the end of the collection located outside the auxiliary module to pull it inward so that you can make the connection on the other side between the auxiliary module and the wellhead.
  • the auxiliary module comprises a cradle which can be moved laterally, this cradle comprising the pipe section to be connected on the one hand to the collection and on the other hand to the wellhead.
  • the object of the present invention is to overcome this drawback and has as its object a device for repetitively carrying out operations for installing or removing a submersible autonomous module comprising a section of pipe connectable to a collection disposed on the bottom, the connection of said section with the collection being made by approaching until the end-to-end contact of the ends to be connected, said section being carried by a cradle comprising displacement means allowing the end of said section to exit the module and to go at least until contact with the end of the collection to make the connection and to go back by pulling on the collection, characterized in that the end of said collection is placed inside a fixed and rigid sheath, of an internal section greater than the external section of the collection, said sheath comprising at least one curved portion and said collection being fixed to said sheath only vicinity of the end of the sheath furthest from said module, allowing movement of the collection in the sheath.
  • the end of the sheath located on the side of said module is positioned in a sheath comprising means for blocking the sheath, said sheath comprising means for locking the collection in a retracted position , means for unlocking said collection being provided.
  • the assembly includes a wellhead 1, an auxiliary module 2 generally comprising valves and other movable members which may be subject to overhaul or repair, which implies that this module must be able to be put in place and removed repeatedly, and a collection 3 may also consist of several joined pipes.
  • the wellhead 1 and the auxiliary module 2 are positioned and fixed on a base 4. To allow the auxiliary module 2 to be placed and removed, it is necessary to provide in the disconnected position, as is the case in FIG. 1 , a minimum clearance e on the one hand between this module and the well head 1 and on the other hand between this module 2 and the end of a male connector 5 situated at the end of the collection 3.
  • the end of the collection 3 passes through a sheath 6 which serves as clearance at the end of the collection, thus making it possible, as seen in FIG. 2, once the connection has been made, to pull on the collection.
  • a carriage 7 located in the module 2 and come to make the connection between the wellhead 1 and the auxiliary module 2.
  • the sheath 6 is rigid and has a wavy shape as seen in the figures 1 and 2 and its internal section is clearly greater than the external section of the collection 3.
  • the collection 3 is fixed at 8 to the sheath 6 at its end furthest from the module 1.
  • the opposite end of the sheath 6 is positioned and fixed in a sheath 9 fixed itself on the base 4.
  • a fixing means such as a lock 10 fixes the sheath 6 in its sheath 9.
  • the sheath 6 rests on the seabed 11 and collecting 3 courses on the seabed to reach another body located for example on a central structure bringing together organs common to satellite well heads.
  • the sheath 6 comprises means, shown diagrammatically at 12 in FIGS. 1 and 2 and detailed in FIGS. 3 to 6, for locking the collection 3 in the retracted position, that is to say in the position shown in FIG. 1. Means allow this collection to be unlocked when the female connector 13, associated with the pipe section 14 secured to the carriage 7, approaches the male connector 5 to make the connection.
  • the inherent elasticity of the collection 3 means that it tends to move into the extended position, that is to say as shown in FIG. 2, and that the carriage must exert an effort to return it to the position retracted and locked as shown in Figure 1. It is thus seen that thanks to the invention, it is certain to be able to push the collection in its sheath into its locked position ( Figure 1) and thus obtain the minimum clearance and allowing to extract the module 2, while in the absence of the sheath 6 one can never be certain of being able to push the collection back into the sheath 9 because it may very well over time have been covered thereby blocking any movement.
  • FIG 3 there is shown on the right side the end of the collection 3, in this case consisting of two pipes, to which is fixed a connection member 5 called male connector.
  • a connection member 5 called male connector.
  • the end of the sheath 6 comprising at the end the assembly 12 for locking the collection 3 in its sheath 6.
  • the sheath 9 has not been shown in which any the end of the sheath.
  • the female connector 13 is shown on the left side of the figure.
  • This essentially comprises a body 15 fixed to the pipe section 14 (not shown in this figure) identical to the collection 3 and a sliding ring 16 comprising oblique lights 17 serving as guide ramps allowing the movement of a series of locking fingers 18 through holes 19 made in the body 15 allowing the fingers 18 to move radially.
  • the locking assembly 12 of the collection 3 in the sheath 6 comprises a body 20 fixed to the end of the sheath 6.
  • This body 20 has a series of holes 21 whose axes are radial relative to the axis of the connector male 5.
  • a pawn of blocking 22 whose cone-shaped end cooperates in the collection blocking position 3 in the sheath 6 with complementary conical holes 23 made in the periphery of the male connector 5.
  • a sliding ring 24 pushed by a spring 25 covers the fingers 22.
  • the sliding ring 24 comprises a groove 26 allowing, when the ring 24 is pushed to the right, the groove being opposite the pins 22 to unlock the system, the pins naturally emerging from the oblique holes 23 by the simple effect of the push of the collection or the tensile force exerted by the carriage 7 once the connection has been made.
  • the sliding of the ring is carried out hydraulically by conventional means not shown and controlled at the surface by l 'Intermediate of an umbilical cord running along the cable for laying the module 2 and the end of which comprises a tool for handling the module as described in the document FR-A 2500 525 cited above.
  • the rigid sheath 6 allowing a large clearance, without risk of blocking, of the collection 3.
  • the pins 22 deviate radially, penetrating into the groove 26; at the same time, the sliding ring 24 returns to the left pushed by the spring 25 until the inclined shoulder 32 of the groove 26 abuts against the beveled end 33 of the pins 22.

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Abstract

La collecte (3) est disposée sur le fond et le raccordement dudit tronçon (14) avec la collecte se faisant par rapprochement jusqu'au contact bout à bout des extrémités à raccorder, ledit tronçon étant porté par un berceau (7) comprenant des moyens de déplacement permettant à l'extrémité (13) dudit tronçon de sortir du module et d'aller au moins jusqu'au contact avec l'extrémité (5) de la collecte pour réaliser la connexion et de revenir en arrière en tirant sur la collecte, le dispositif étant caractérisé en ce que l'extrémité de ladite collecte est placée à l'intérieur d'une gaine (6) fixe et rigide d'un section interne supérieure à la section de la collecte (3) ladite gaine comportant au moins une portion courbée et ladite collecte n'étant fixée à ladite gaine qu'au voisinage de l'extrémité (8) de la gaine la plus éloignée dudit module permettant un débattement de la collecte dans la gaine.

Description

  • Le document FR-A 2.500.525 décrit une installation de production pétrolière sous-marine qui comprend des têtes de puits associées chacune à un module auxiliaire comportant des organes mobiles tels que des vannes. Ce module auxiliaire est relié d'un côté à la tête de puits et de l'autre à une collecte aboutissant à une structure centrale réunissant toutes les collectes et comportant des modules accessoires spécialisés. Le module auxiliaire est relevable pour permettre d'effectuer en surface les opérations d'entretien et de réparation. Il est donc nécessaire qu'il y ait un certain jeu entre, d'une part, ce module et la tête de puits et, d'autre part, ce module et ladite collecte une fois que ce module est déconnecté de ces deux éléments. Or, le canal interne, constitué par la collecte doit pouvoir se poursuivre jusqu'à la tête du puits sans aucun décrochement, gorge, bosse ou rétrécissement du conduit à l'endroit des connecteurs car il faut pouvoir y envoyer des outils, ce qui implique des connexions bout à bout jusqu'au contact des extrémités des parties à raccorder. Compte tenu de ceci et du jeu nécessaire pour permettre l'arrivée et le retrait du module auxiliaire, cela veut dire que lors de la connexion, on est amené à aller chercher l'extrémité de la collecte situé à l'extérieur du module auxiliaire pour la tirer vers l'intérieur de manière à pouvoir réaliser la connexion de l'autre côté entre le module auxiliaire et la tête de puits. Compte tenu du fait qu'on ne peut pas, vue les dimensions des modules et du rayon nécessaire pour les courbes des conduites, à cause des outils qui doivent pouvoir y circuler, rattraper lesdits jeux par des conduites comportant des boucles leur donnant une certaine élasticité placées dans le module auxiliaire ou dans le module de la tête de puits, c'est sur la collecte que l'on tire. Ainsi, le module auxiliaire selon le document précité comprend un berceau déplaçable latéralement, ce berceau comportant le tronçon de conduite à raccorder d'une part à la collecte et d'autre part à la tête de puits.
  • Cependant une difficulté provient de ce que ladite collecte et particulièrement aux abords de son extrémité, peut être plus ou moins enfoncée au cours du temps et cela peut rendre impossible la déconnexion car, la collecte enfouie, on ne peut plus compter sur sa souplesse pour repousser son extrémité à l'extérieur par déplacement latéral dudit berceau et assurer ainsi le jeu minimal nécessaire pour le relèvement du module.
  • La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient et a pour objet un dispositif pour permettre d'effectuer de façon répétitive des opérations de mise en place ou de retrait d'un module autonome submersible comportant un tronçon de conduite raccordable à une collecte disposée sur le fond, le raccordement dudit tronçon avec la collecte se faisant par rapprochement jusqu'au contact bout à bout des extrémités à raccorder, ledit tronçon étant porté par un berceau comprenant des moyens de déplacement permettant à l'extrémité dudit tronçon de sortir du module et d'aller au moins jusqu'au contact avec l'extrémité de la collecte pour réaliser la connexion et de revenir en arrière en tirant sur la collecte, caractérisé en ce que l'extrémité de ladite collecte est placée à l'intérieur d'une gaine fixe et rigide, d'une section interne supérieure à la section externe de la collecte, ladite gaine comportant au moins une portion courbée et ladite collecte n'étant fixée à ladite gaine qu'au voisinage de l'extrémité de la gaine la plus éloignée dudit module, permettant un débattement de la collecte dans la gaine.
  • Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, l'extrémité de la gaine située du côté dudit module est positionnée dans un fourreau comportant des moyens de blocage de la gaine, ladite gaine comportant des moyens de verrouillage de la collecte dans une position rétractée, des moyens de déverrouillage de ladite collecte étant prévus.
  • L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description d'un exemple de réalisation de l'invention faite ci-après en regard du dessin annexé dans lequel :
    • La figure 1 représente d'une manière schématique une tête de puits de production pétrolière sous-marine avec un module auxiliaire, une collecte de transport du produit brut et un dispositif selon l'invention.
    • La figure 2 représente la même structure que la figure 1 mais dans une position où la collecte est raccordée au module auxiliaire et ce module à la tête de puits assurant la continuité du canal (ou des canaux) internes de la collecte.
    • Les figures 3, 4, 5 et 6 représentent dans différentes positions et de façon plus détaillée le dispositif de connexion de la collecte avec le module auxiliaire et le dispositif de verrouillage et de déverrouillage de la collecte par rapport à la gaine.
  • En se reportant aux figures 1 et 2, l'ensemble comporte une tête de puits 1, un module auxiliaire 2 comportant généralement des vannes et autres organes mobiles pouvant être sujets à révisions ou réparations, ce qui implique que ce module doit pouvoir être mis en place et retiré de façon répétitive, et une collecte 3 pouvant d'ailleurs consister en plusieurs conduites jointes. La tête de puits 1 et le module auxiliaire 2 sont positionnés et fixés sur une embase 4. Pour permettre de placer et de retirer le module auxiliaire 2, il est nécessaire de prévoir en position déconnectée, comme c'est le cas sur la figure 1, un jeu minimal e d'une part entre ce module et la tête de puits 1 et d'autre part entre ce module 2 et l'extrémité d'un connecteur mâle 5 situé à l'extrémité de la collecte 3.
  • Selon l'invention, l'extrémité de la collecte 3 passe dans une gaine 6 qui sert de débattement à l'extrémité de la collecte permettant ainsi comme on le voit sur la figure 2, une fois la connexion réalisée, de tirer sur la collecte grâce à un chariot 7 situé dans le module 2 et de venir réaliser la connexion entre la tête de puits 1 et le module auxiliaire 2. Pour permettre ce débattement, la gaine 6 est rigide et a une forme ondulée comme on le voit sur les figures 1 et 2 et sa section interne est nettement supérieure à la section externe de la collecte 3. En outre, la collecte 3 est fixée en 8 à la gaine 6 à son extrémité la plus éloignée du module 1. L'extrémité opposée de la gaine 6 est positionnée et fixée dans un fourreau 9 fixé lui-même sur l'embase 4. Un moyen de fixation tel qu'un verrou 10 fixe la gaine 6 dans son fourreau 9. A l'autre extrémité, la gaine 6 repose sur le fond marin 11 et la collecte 3 cours sur le fond pour rejoindre un autre organe situé par exemple sur une structure centrale regroupant des organes communs à des têtes de puits satellites.
  • La gaine 6 comprend des moyens, schématisés en 12 sur les figures 1 et 2 et détaillés sur les figures 3 à 6, de verrouillage de la collecte 3 en position rétractée, c'est-à-dire dans la position représentée sur la figure 1. Des moyens permettent de déverrouiller cette collecte lorsque le connecteur femelle 13, associé au tronçon de conduite 14 solidaire du chariot 7, s'approche du connecteur mâle 5 pour réaliser la connexion.
  • En pratique, l'élasticité propre de la collecte 3 fait qu'elle a tendance à se mettre en position sortie c'est-à-dire telle que représentée sur la figure 2 et que le chariot doit exercer un effort pour la replacer en position rétractée et verrouillée comme représentée sur la figure 1. On voit ainsi que grâce à l'invention, on est sûr de pouvoir repousser la collecte dans sa gaine jusque dans sa position verrouillée (figure 1) et d'obtenir ainsi le jeu minimal e permettant d'extraire le module 2, alors qu'en l'absence de la gaine 6 on ne peut jamais être certain de pouvoir repousser la collecte dans le fourreau 9 car elle peut fort bien au cours du temps avoir été recouverte bloquant ainsi tout mouvement.
  • En référence aux figures 3 à 6 on va décrire le système de verrouillage et de déverrouillage de la collecte 3 dans sa gaine 6.
  • Dans la figure 3, on a représenté sur la partie droite l'extrémité de la collecte 3, constituée dans le cas présent de deux conduites, à laquelle est fixé un organe de connexion 5 appelé connecteur mâle. On voit également sur cette partie droite l'extrémité de la gaine 6 comportant en bout l'ensemble 12 de verrouillage de la collecte 3 dans sa gaine 6. Sur cette figure, on n'a pas représenté le fourreau 9 dans lequel est introduit toute l'extrémité de la gaine. Sur la partie gauche de la figure, on a représenté le connecteur femelle 13.
  • Celui-ci comprend essentiellement un corps 15 fixé au tronçon de conduite 14 (non représenté sur cette figure) identique à la collecte 3 et une bague coulissante 16 comportant'des lumières obl-.-ues 17 servant de rampes de guidage permettant le déplacement d'une série de doigts de blocage 18 à travers des trous 19 réalisés dans le corps 15 permettant un déplacement radial des doigts 18.
  • L'ensemble de verrouillage 12 de la collecte 3 dans la gaine 6 comprend un corps 20 fixé à l'extrémité de la gaine 6. Ce corps 20 comporte une série de trous 21 dont les axes sont radiaux par rapport à l'axe du connecteur mâle 5. Dans chacun de ces trous est placé un pion de blocage 22 dont l'extrémité en forme de cône, coopère, en position de blocage de la collecte 3 dans la gaine 6 avec des trous coniques complémentaires 23 réalisés dans la périphérie du connecteur mâle 5. Pour empêcher la sortie des pions de blocage 22 des trous 23, une bague coulissante 24 poussée par un ressort 25 recouvre les doigts 22. Afin de pouvoir déverrouiller la collecte de sa gaine, la bague coulissante 24 comprend une gorge 26 permettant, lorsque la bague 24 est repoussée vers la droite, la gorge étant en face des pions 22 de déverrouiller le système, les pions sortant naturellement des trous obliques 23 par le simple effet de la poussée de la collecte ou de l'effort de traction exercé par le chariot 7 une fois la connexion réalisée.
  • Sur la figure 3 la collecte est donc en position verrouillée et l'ensemble est déconnecté. La connexion et le déverrouillage se font alors de la manière suivante : on déplace le chariot 7 vers la droite dans le sens de la flèche F jusqu'à ce que l'on se trouve dans la position représentée sur la figure 4 dans laquelle la face 27 du corps 15 vient en butée contre la face avant 28 du connecteur mâle 5. On déplace alors la bague coulissante 16 vers la droite de manière à obliger les pions 18 à pénétrer dans les trous 19 et prendre ainsi appui contre la face oblique 29 de l'extrémité du connecteur mâle 5, réalisant ainsi la connexion et la continuité étanche et sans interruption des canaux internes 30 et 31 de la collecte 3. Le coulissement de la bague est réalisé hydrauliquement par des moyens classiques non représentés et commandés en surface par l'intermédiaire d'un cordon ombilical longeant le câble de pose du module 2 et dont l'extrémité comporte un outil de manutention du module comme cela est décrit dans le document FR-A 2500 525 cité ci-dessus. L'on est alors dans la position représentée sur la figure 5 et l'on voit qu'au cours du déplacement de la bague coulissante 16, celle-ci est venu prendre appui contre l'extrémité de la bague coulissante 24 la repoussant vers la droite comprimant le ressort 25 et plaçant la gorge 26 en face des pions 22. Dans cette position, la connection est réalisée et la collecte est déverrouillée, il ne reste plus qu'à déplacer le chariot vers la gauche dans le sens de la flèche F1 (figure 6), pour aller réaliser de l'autre côté la connexion entre la tête de puits 1 et le module auxiliaire 2, la gaine rigide 6 permettant un grand débattement, sans risque de blocage, de la collecte 3. Au cours de cette opération, les pions 22 s'écartent radialement, pénétrant dans la gorge 26 ; en même temps, la bague coulissante 24 revient vers la gauche poussée par le ressort 25 jusqu'à ce que l'épaulement incliné 32 de la gorge 26 bute contre l'extrémité biseautée 33 des pions 22.
  • Lorsque l'on souhaite sortir le module 2 pour un entretien et donc réaliser la déconnection et le verrouillage de la collecte 3 dans la gaine 6 de manière à obtenir le jeu e minimal nécessaire, on procède de la façon suivante :
    • On commence, avant de déplacer le chariot 7 vers la droite, par déplacer la bague coulissante 16 vers la gauche ce qui a pour effet de hisser les doigts le long de la rampe 17 et de débloquer la connexion, mais ce qui a surtout pour effet de faire en sorte qu'en suite, en déplaçant le chariot vers la droite pour venir repousser et verrouiller la collecte dans la gaine, la bague 16 ne vienne pas toucher la bague coulissante 24. Cela permet ainsi de pousser la collecte vers la droite jusqu'à ce que les trous 23 viennent se placer en face des pions 22 et alors à ce moment là, grâce à l'effort du ressort 25 à demi comprimé et aux biseaux 32 et 33, la bague coulissante 24 est repoussée vers la gauche et les pions 22 viennent alors pénétrer dans les trous 23. Le chariot 7 peut alors repartir vers la gauche.
  • Il est évident que le système de verrouillage et de déverrouillage décrit n'est donné qu'a titre d'exemple mais que l'on peut utiliser tout autre système par exemple à vérin.

Claims (2)

  1. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour permettre d'effectuer de façon répétitive des opérations de mise en place ou de retrait d'un module autonome submersible (2) comportant un tronçon de conduite (14) raccordable à une collecte (3) disposée sur le fond (11), le raccordement dudit tronçon (14) avec la collecte se faisant par rapprochement jusqu'au contact bout à bout des extrémités à raccorder, ledit tronçon étant porté par un berceau (7) comprenant des moyens de déplacement permettant à l'extrémité (13) dudit tronçon de sortir du module et d'aller au moins jusqu'au contact avec l'extrémité (5) de la collecte pour réaliser la connexion et de revenir en arrière en tirant sur la collecte, caractérisé en ce que l'extrémité de ladite collecte est placée à l'intérieur d'une gaine (6) fixe et rigide, d'une section interne supérieure à la section de la collecte (3) ladite gaine comportant au moins une portion courbée et ladite collecte n'étant fixée à ladite gaine qu'au voisinage de l'extrémité (8) de la gaine la plus éloignée dudit module permettant un débattement de la collecte dans la gaine.
  2. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité de ladite gaine, situé du côté dudit module, est positionnée dans un fourreau (9) comportant des moyens de blocage (10) de la gaine, ladite gaine comportant des moyens de verrouillage (12) de la collecte dans une position rétractée, des moyens de déverrouillage de ladite collecte étant prévus.
EP83110468A 1982-10-26 1983-10-20 Dispositif pour permettre d'effectuer de façon répétitive des opérations de mise en place ou de retrait d'un module autonome submersible comportant un tronçon de conduite raccordable à une collecte Expired EP0107842B1 (fr)

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EP83110468A Expired EP0107842B1 (fr) 1982-10-26 1983-10-20 Dispositif pour permettre d'effectuer de façon répétitive des opérations de mise en place ou de retrait d'un module autonome submersible comportant un tronçon de conduite raccordable à une collecte

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EP (1) EP0107842B1 (fr)
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