EP0897455A1 - Installation d'exploitation petroliere incorporant des socles de support de manifold, socle et procede de pose - Google Patents

Installation d'exploitation petroliere incorporant des socles de support de manifold, socle et procede de pose

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EP0897455A1
EP0897455A1 EP97921916A EP97921916A EP0897455A1 EP 0897455 A1 EP0897455 A1 EP 0897455A1 EP 97921916 A EP97921916 A EP 97921916A EP 97921916 A EP97921916 A EP 97921916A EP 0897455 A1 EP0897455 A1 EP 0897455A1
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EP
European Patent Office
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base
manifold
installation
flexible pipe
section
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EP0897455B1 (fr
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Hervé Jean Albert Marcel VALLA
Pierre Henri Vasseur
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Technip France SAS
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Coflexip SA
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
    • E21B43/0107—Connecting of flow lines to offshore structures

Definitions

  • Oil exploitation installation incorporating manifold support bases. base and installation method.
  • the present invention relates to offshore oil exploitation, and more particularly to an oil exploitation installation using flexible pipes for the transport of pressurized fluids such as hydrocarbons coming from underwater well heads.
  • the pipes used for transporting hydrocarbons can become clogged and clogged due to the formation of a deposit on the internal surface of the pipes, which often happens when the hydrocarbons have a high level of paraffin.
  • the submarine wellheads are isolated from the sections of flexible pipe used for transporting hydrocarbons to the surface and these sections of flexible pipe are connected together so as to form a loop allowing '' inject, from a surface operating installation, a cleaning device at one end of the loop and recover this cleaning device at the other end of the loop.
  • connection manifolds making it possible to establish a sealed connection between the short length and small diameter from wellheads and long and larger diameter flexible pipe sections for transportation to the surface on pedestals resting on the seabed.
  • bases facilitates the connection of pipes of different diameters, for example the connection between a flexible pipe of 6 "internal diameter and a pipe of A" internal diameter, since it would be difficult to incorporate a manifold for this purpose on the wellhead itself given its structure.
  • These bases can also support the valves making it possible to isolate the well heads and to make the various flexible pipe sections communicate with each other to form the loop necessary for the cleaning operation.
  • a base supporting a rigid U-shaped connection connected at its ends to two sections of flexible pipe.
  • the U-shaped connector is isolated by a valve during the operation of the wells so that the hydrocarbons produced by each of the wellheads travel through two separate flexible pipe sections up to the surface operating installation; to carry out the cleaning, each well head is isolated and the two flexible pipe sections are communicated by the U-connector, which makes it possible to form a loop allowing the passage, in the two flexible pipe sections, of a cleaning device.
  • the use of a base supporting a U-shaped connection connected to two juxtaposed flexible pipe sections makes it difficult and costly to install the installation, insofar as one of the two flexible pipe sections is connected to a second base which must be put in the water while simultaneously managing the chain development of the two flexible pipe sections.
  • a second solution would be to lay the bases on the bottom and make the connection of the flexible pipes to the manifolds in situ.
  • the object of the invention is in particular to make it easier to install an oil exploitation installation comprising manifold support bases connected to sections of flexible pipe.
  • the oil exploitation installation comprises two bases resting on the bottom submarine, each base supporting a manifold connected at two ends to two end pieces of respective flexible pipe sections, fixed to the manifold substantially in the extension of one another, each manifold further comprising a flange for the sealed connection to a pipe coming from an underwater structure such as an underwater wellhead, the manifolds of the two bases being connected together at one end by a flexible section of pipe and connected at the other end by respective flexible pipe sections, to a surface operating installation.
  • end pieces of flexible pipe sections are fixed to the manifold substantially in the extension of one another when the flexible pipe sections leave the base on which said manifold is fixed in substantially opposite directions.
  • the installation on the seabed of the oil exploitation installation can then be carried out without it being necessary to manage the simultaneous launching of two flexible pipes, because it is possible thanks to the invention to start by putting in the water a first section of flexible pipe, then to put in the water a first base, then a second section of flexible pipe, a second base and finally a third section of flexible pipe.
  • the portions of the flexible pipes close to the end fittings fixed to the manifold can each slide in a curvature limiting member secured to said base.
  • said curvature limiting member is constituted by a set of vertebrae fixed at one end to said base and inside which said flexible pipe portion can slide close to the end fitting fixed on the manifold.
  • said manifolds each have a general shape of T, said flange for connection to the pipe coming from the associated underwater structure being carried by the central branch of the T.
  • one of the two bases supports a valve making it possible to communicate or to isolate the manifolds situated on the two bases.
  • the installation comprises a network of remote control lines of underwater organs such as valves, consisting of umbilical type pipes, this network comprising a first umbilical connecting the surface operating installation to a first base and a second umbilical connecting the first base to the second base.
  • the invention also relates to a method of installing an oil exploitation installation, this installation comprising two bases intended to rest on the seabed, each base supporting a manifold intended to be connected at two ends to two sections of respective flexible pipes fixed to the manifold substantially in the extension of one another, each manifold further comprising a flange for the sealed connection to a pipe coming from an underwater structure such as a wellhead, the manifolds being intended to be connected together at one end by a flexible pipe section and connected at the other end by respective flexible pipe sections to a surface operating installation, this method comprising the steps consisting in successively:
  • each base is carried out while the base is connected by two cables to the laying vessel, a first cable being attached to the rear of the base and a second cable being attached to a rigid articulated gantry on the base, only the cable connected to the rear of the base used to support the base at first of the descent, the tension in this cable being released when the base reaches a certain depth, the cable attached to the gantry then serving bring the base into a substantially horizontal position and then retain it until it is placed on the seabed.
  • the gantry is removably attached to the base so that it can be recovered after the installation of a base and be used for the installation of the following base.
  • the gantry comprises at least one rotary actuating member intended to be actuated by a manipulator robot, this rotary actuating member being connected by a transmission to a mechanism capable of transforming the rotation of said member into an unlocking movement of a hook for fixing the gantry on the base.
  • this rotary actuating member being connected by a transmission to a mechanism capable of transforming the rotation of said member into an unlocking movement of a hook for fixing the gantry on the base.
  • connection between the submarine wellhead and the manifold connection flange carried by the base by means of a rigid pipe made to measure after an in situ observation of the orientations of said flange. connection and a second connection flange provided on the well head and their relative position.
  • This new base is intended to rest on the seabed and supports a manifold to establish a tight connection between a pipe coming from an underwater structure such as an underwater well head and at least one terminal part d '' at least one flexible pipe section, the manifold comprising a connection flange to said pipe and the base and / or the manifold comprising means for orienting the axis of the connection flange in a chosen direction before establishing the connection with said pipe when the base rests on the seabed .
  • Such a base facilitates the laying of a pipe between the manifold provided on the base and the well head, insofar as it is no longer necessary to make a custom pipe and such a base also makes it possible to lay installation on an underwater floor with significant differences in level while using pipes fitted with fittings comprising a locking member which can come into locking position by the effect of gravity, in which case said aforementioned chosen direction corresponds to the vertical , with an angular tolerance less than or equal to 10 ° and preferably less than or equal to 5 °.
  • the base comprises a fixed frame intended to rest on the seabed and a swiveling plate relative to the frame and on which said manifold is fixed.
  • said plate is connected to said frame by a cardan-type joint.
  • the base includes means making it possible to orient and maintain said connection flange in the chosen position.
  • the base further comprises means allowing the removable attachment to the base of a gantry used for laying and / or recovering the base.
  • FIG. 1 is a schematic view of an oil exploitation installation in accordance with an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a base according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a side elevation view of the base shown in FIG. 2, the flexible pipes not being shown,
  • FIG. 4 is a view similar to FIG. 3, after the flexible pipes and connection boxes for the control umbilicals have been put in place,
  • FIG. 5 is a top view of the base shown in FIG. 4,
  • FIG. 6 is a schematic top view of the manifold support plate carried by the base frame shown in Figures 2 to 5
  • Figure 7 shows in isolation an element of the joint to orient in a selected position the tray shown in Figure 6
  • Figure 8 is a sectional view along the section line
  • FIG. 9 is a section along the section line IX-IX in FIG. 6,
  • FIG. 10 is a section along the section line XX of FIG. 6,
  • FIG. 11 is a schematic view from above of the manifold carried by the base shown in FIG. 2, flexible pipes only the connection ends being represented
  • - Figure 12 is a schematic view showing a set of vertebrae
  • Figure 13 is a schematic side elevation showing a gantry used for the installation of a base
  • - Figure 14 is a top view of the gantry shown in the FIG. 13
  • FIG. 15 is a front elevation view of the gantry represented in FIG. 13
  • FIG. 16 represents a detail of the mechanism for detachably fixing the gantry to the base
  • FIGS. 17 to 21 illustrate different stages of the installation of a base and FIG. 22 illustrates the installation of a control umbilical connection box on a connection box support fixed on a base.
  • FIG. 1 There is shown schematically in Figure 1 an installation 1 according to a particular embodiment of the invention.
  • This installation 1 is intended for the exploitation of two submarine oil well heads 2,3 by a surface vessel 4 such as a dynamically positioned vessel.
  • a surface vessel 4 such as a dynamically positioned vessel.
  • the difference in depth between the underwater well 2 and the underwater well 3 is of the order of 150 m, the average slope between the two wells being of the order of 7 °.
  • the installation 1 comprises a first section 5 of flexible pipe for connecting the ship 4 to a manifold 10 supported by a first base 6, this manifold serving for the connection of the subsea wellhead 2 to said first section of flexible pipe 5.
  • a second flexible pipe section 7 connects the manifold 10 to a second manifold 10 'located on a second base 8.
  • a third flexible pipe section 9 connects the manifold 10' located on the second base 8 and the ship 4.
  • the flexible pipe sections 5, 7 and 9 have an internal diameter of 6 "in the described embodiment and are of the" flow line "type.
  • Each manifold 10, 10 ′ has a T-connector, this connector bearing on its central branch a flange 11 for the sealed connection to a pipe 12 coming from the well head 2, 3 associated with the base considered and constituted in the example described by a flexible pipe with an internal diameter 4 ", this pipe 12 also being called" jumper".
  • Each T-connector is provided on its branch carrying the flange 11 with a valve 13 making it possible to isolate the pipe 12 for a cleaning operation of the pipe sections 5, 7 and 9 as will be explained below.
  • the manifold 10 'supported by the base 8 also comprises a valve 14 making it possible to isolate the T-connector from the flexible pipe section 7 during the operation of the well heads 2 and 3.
  • the opposite connection flanges of each manifold 15 and 16 have substantially parallel axes, which allows the respective end portions 17 and 18 of the flexible pipe sections 5 and 7 to be located substantially in the extension of one of the 'other.
  • the bases 6 and 8 also support connection boxes for umbilicals.
  • the base 6 supports two connection boxes 22, 23 and the base 8 supports a connection box 24.
  • connection box 22 makes it possible to connect a control umbilical 25 coming from the vessel 4, a control umbilical 26 connected to the wellhead 2 and a control umbilical 27 connected to the connection box 23.
  • the latter makes it possible to connect the control umbilical 27 and one end of a control umbilical 28 connected at the other end to the connection box 24.
  • the connection box 23 is also connected by the control umbilical to the valve 13 for controlling the opening or closing the latter.
  • the connection box 24 makes it possible to connect the control umbilical 28, a control umbilical 29 coming from the wellhead 3 and two control umbilicals respectively connected to the valves 13, 14 for controlling their opening or closing.
  • the control umbilical 27 is permanently fixed to the base 6, and it is placed on the seabed simultaneously with the latter.
  • An arch 30 is placed on the path of the flexible pipe sections extending between the ship 4 and the seabed, the flexible pipe sections resting on this arch 30 according to a configuration known in itself and of the "lazy" type. -S ".
  • the flexible pipe sections 5 and 9 are formed on their portion extending between the seabed and the ship 4, by flexible pipes specially adapted to the rise of hydrocarbons and of the "riser” type.
  • the pressurized hydrocarbons coming from the wellhead 2 are conveyed to the ship 4 by the flexible pipe section
  • valves 13 are closed so as to isolate the well heads 2 and 3 and the valve 14 is opened so as to join the pipe sections 5, 7 and 9 and form a loop allowing injection by one end of one of the sections 5 and 9 of a device for cleaning from the ship 4.
  • the cleaning device may comprise in a manner known per se a brush and / or any other scraping system.
  • the base 6 is shown in FIG. 2 in schematic perspective.
  • the base 8 is substantially identical to the base 6 with the exception that it only carries a support for a control umbilical connection box and that it also carries valve 14.
  • the base 8 is substantially identical to the base 6 with the exception that it only carries a support for a control umbilical connection box and that it also carries valve 14.
  • the base 6 comprises a frame 31, made of metal in the example described, and a plate 32 for manifold support 10, this plate 32 can advantageously be oriented in a chosen position relative to the frame 31 as will be explained below. .
  • each support 33 is provided with guide rails 33a for centering the connection box during its descent on the support and a guide 33b for the introduction of a spindle extending below the box connection.
  • the guide 33b_ has in the upper part a flared opening facilitating the introduction of the spindle.
  • the frame 31 has a generally flattened and rectangular shape. There is shown in Figure 3, in side elevation, the base 6, the end portions of the flexible pipe sections not being illustrated in this figure.
  • connection boxes 22 and 23 and the control umbilicals 25 and 28 are shown in Figure 4, in side elevation, the base 6 when the end portions 17 and 18 of the flexible pipe sections are fixed to the T-connector of the manifold 10. Also shown very schematically in Figure 4 the connection boxes 22 and 23 and the control umbilicals 25 and 28.
  • the plate 32 is orientable with respect to the frame 31. More specifically, in the example of embodiment described, the plate 32 is connected to the frame 31 by a cardan joint type making it possible to oscillate the plate 32 around 'a first geometric axis of rotation X substantially parallel to the side of the largest dimension of the frame 31 and a second geometric axis of rotation Y, perpendicular and intersecting with the axis X.
  • the intersection of the axes X and Y corresponds substantially to the center of gravity of the platform so that it can be adjusted in position relatively easily.
  • the articulation of the plate 32 on the frame 31 is effected by means of a cross 33 ', shown in isolation in FIG. 7, comprising a tube 34 of axis X and a tube 35 of axis Y fixed to the tube 34 by an assembly structure 36 located in the center of the cross.
  • the plate 32 is secured on its underside with a pin 37 of axis X, engaged in one end 38 of the tube 34 and able to pivot in the latter around the axis geometric rotation X.
  • the plate 32 is secured, on the opposite side, to a bearing
  • axis X able to pivot around a pin 40 engaged in the end 41 of the tube 34 opposite the end 38.
  • the pin 40 is immobilized in rotation in the tube 34, and it is integral at its opposite end to the tube 34 of a fork 42, having two parallel walls between which a nut 43 can pivot about an axis of rotation Z parallel to the axis X.
  • This nut 43 is engaged on a threaded rod 44 rotatably mounted on the plate 32 around a geometric axis of rotation K perpendicular and intersecting the axis Z.
  • the threaded rod 44 is provided at its upper end with a wheel 45 shaped to be able to be actuated in rotation by a manipulator robot.
  • the rotation of the threaded rod 44 causes the nut 43 to go up or down and the plate to rotate around the geometric axis of rotation X since the pin 40 is fixed relative to the frame 31.
  • the tube 35 of the cross 33 ' is mounted for rotation about the axis Y on the frame 31. More specifically, the tube 35 is mounted for free rotation at one end 46 on the frame 31 by means of a pin 90 integral of the frame 31.
  • the tube is secured at the other end of a pin 91 supported in rotation by a bearing of the frame 31.
  • the pin 91 is secured at its end opposite to that engaged in the tube 35 of a fork 47 comprising two branches carrying in rotation about an axis parallel to the axis Y a nut 48 engaged with a threaded rod 49 mounted in rotation on the frame 31 around an axis W substantially perpendicular to the plane of the frame 31.
  • the threaded rod 49 is provided at its upper end with a wheel 50 shaped to be driven in rotation by a manipulator robot. The rotation of the rod 49 causes the nut 48 to go up or down and the plate 32 to pivot about the Y axis.
  • a spirit level 51 is fixed on the upper face of the plate 32 to allow the positioning of the plate 32 horizontally, with the axis H of the flange 11 substantially vertical, as shown in FIG. 6.
  • FIG. 11 shows the manifold 10 in top view.
  • curvature limiting members constituted in the example described by a set 56 of vertebrae.
  • FIG. 12 a set 56 of vertebrae consisting of the assembly, in a manner known per se, of vertebrae 57 and 58 having a symmetrical shape of revolution and constituted by tubular elements having in section in a plane containing their axis of symmetry, a U shape with edges turned inwards for the vertebrae 57 or with edges turned outwards for the vertebrae 58, the assembly of two vertebrae 58 being effected by means of a vertebra 57.
  • each flexible pipe section engaged in a set of vertebrae 56 is free to slide inside thereof.
  • Each set of vertebrae 56 is fixed, at its end adjacent to the manifold 10, to the plate 32 by means of a collar 59.
  • the resumption of bending forces is carried out by the sets 56 of vertebrae fixed to the plate and the connector in T is not subject to significant constraints which would otherwise damage the "grayloc" type seals or the fitting itself.
  • a gantry 60 used when installing a base 6 or 8, as described below.
  • This gantry 60 comprises a rigid U-shaped frame, the uprights 61 of which are pivotally fixed to the frame 31, around a geometric axis of rotation V parallel to the geometric axis Y. More precisely, each upright 61 is fixed at its lower end removably on the frame 31 by means of a locking mechanism 62 comprising a rotary member 63 rotatably mounted on the upright 61 and connected by a universal joint transmission 64 to a mechanism 65.
  • This mechanism 65 actuates a hook 66 engaging on the end 67 of an axis fixed to the frame 31, to retain the gantry 60 on the frame 31 while allowing its rotation.
  • the angular movement of the frame is limited for the base
  • the cables 61b are tensioned when the gantry is arranged substantially perpendicular to the plane of the frame 31.
  • the cables 61b make it possible to keep the gantry substantially perpendicular to the base even in the case where the center of gravity of the latter is not in the vertical half-plane delimited above by the geometric axis of rotation of the gantry.
  • the base 6 which comprises two supports 33 of the umbilical connection box for control is better balanced than the base 8 and the angular movement of the frame is limited by stops 61a , arranged on either side of the Y axis.
  • the mechanism 65 comprises a nut 68 engaged on a threaded rod 69 driven in rotation by the transmission 64.
  • the nut 68 is articulated, around an axis parallel to the axis V, at one end 70 of a connecting rod hook 66, itself articulated at 69 around an axis of rotation parallel to the axis V.
  • the rotation of the member 63 causes via the transmission 64 the rotation of the threaded rod 69 and the ascent of the nut 68, which causes the hook 66 to pivot downwards around the articulation axis 69.
  • the pivoting of the hook 66 allows the end 67 to be released as illustrated in Figure 16.
  • the base 8 can then be brought to the rear of the laying vessel, on a tilting ramp 73.
  • the respective end portions 21 and 20 of the flexible pipe sections 9 and 7 are fixed to the manifold 10 'mounted on the base 8.
  • the gantry 60 rests on the rear stops 61a ..
  • the frame 31 of the base 8 is fixed at the rear to a first cable 74 wound on a winch and the gantry 60 is fixed by its crossmember to two slings connected to a second cable 75 also wound on a winch.
  • the ramp 73 Before tilting the ramp 73, a slack is ensured in the flexible pipe portion 9 situated above the sock 71.
  • the ramp 73 is then rocked as illustrated in FIG. 18.
  • the sock 71 supports the pipe 9 avoids the appearance of bending movements which would otherwise damage the connection between the pipe 9 and the manifold 10 '.
  • the end portion 20 of flexible pipe is held by means of a gutter 76 suspended by a crane to minimize the bending moments exerted on the ends of the flexible pipes.
  • the ramp 73 is provided at the top with a deflection pulley 77 on which passes the cable 74, which supports the base 8 when the latter is gradually lowered into the water in a substantially vertical position.
  • the cable 74 takes up almost all of the weight of the base 8 when it is launched.
  • the base 8 is then lowered into the water and when it reaches a depth of a few tens of meters, the sock 71 is detached using a manipulator robot (ROV) as illustrated in FIG. 19.
  • ROV manipulator robot
  • the cable 75 connected to the gantry 60 is not taut.
  • the weight of the base 8 and of the flexible pipe section situated under the latter is taken up by the cable 74.
  • the rotary members 63 are rotated by means of a robot manipulator so as to release the hooks 66 from the ends 67. Thanks to the distance separating the rotary members 63 from the seabed, the rotary members 63 are located at the time of their actuation at a sufficient height from the seabed so that any clouds of particles raised by the propellers of the manipulator robot do not interfere with the visibility of the latter.
  • connection box is brought to the end of a cable above the corresponding support and a chain extending below the spindle is engaged in the guide 33b_ of the latter. associated centering, as illustrated in figure 22.
  • operations for connecting the umbilicals to each other are carried out using a robot manipulator.
  • the orientation of the axis H of the flange 11 is corrected if necessary by turning the knobs 45 and 50 using a robot manipulator. observes thanks to a camera placed on the manipulator robot, the spirit level 51 which provides information on the horizontality of the plate 32.
  • the flange 11 is located at the bottom of a structure of guide comprising two panels lla_, llb_ used to position the connector fitted to the pipe 12 before it descends on the flange 11.
  • a guide ll £ allows the passage of a cable used to press if necessary said connector against the panels 11a and 11b before its lowering on the flange 11. It will be noted in FIG.

Abstract

L'invention est relative à une installation d'exploitation pétrolière off-shore (1) comportant deux socles (6, 8) reposant sur le fond sous-marin, chaque socle (6, 8) supportant un manifold (10; 10') relié à deux extrémités à deux embouts terminaux de tronçons de conduite flexible respectifs (5, 7; 7, 9) fixés au manifold (10; 10') sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre, chaque manifold (10; 10') comportant en outre une bride (11) pour le raccordement étanche à une conduite (12) provenant d'une structure sous-marine telle qu'une tête de puits (2; 3), les manifolds (10; 10') des deux socles (6, 8) étant reliés entre eux à une extrémité par un tronçon de conduite flexible (7) et reliés, à l'autre extrémité, par des tronçons de conduite flexible respectifs (5, 9), à une installation d'exploitation en surface (4).

Description

Installation d'exploitation pétrolière incorporant des socles de support de manifold. socle et procédé de pose.
La présente invention concerne l'exploitation pétrolière off-shore, et plus particulièrement une installation d'exploitation pétrolière utilisant des conduites flexibles pour le transport de fluides sous pression tels que des hydrocarbures provenant de têtes de puits sous-marins.
Les conduites utilisées pour le transport des hydrocarbures peuvent s'encrasser et se boucher suite à la formation d'un dépôt sur la surface interne des conduites, ce qui arrive fréquemment lorsque les hydrocarbures ont un taux de paraffine élevé.
On peut dans ce cas procéder périodiquement à un nettoyage des conduites, encore appelé "pigging", en exerçant une action mécanique sur la surface interne des conduites. Afin de réaliser cette opération de nettoyage, on isole les têtes de puits sous-marins des tronçons de conduite flexible servant au transport des hydrocarbures jusqu'à la surface et on relie ces tronçons de conduite flexible entre eux de manière à former une boucle permettant d'injecter, depuis une installation d'exploitation en surface, un dispositif de nettoyage à une extrémité de la boucle et de récupérer ce dispositif de nettoyage à l'autre extrémité de la boucle.
Pour permettre d'isoler plus facilement les têtes de puits sous-marins des tronçons de conduite flexible servant au transport des hydrocarbures jusqu'à la surface, il est connu de disposer les manifolds de raccordement permettant d'établir une connexion étanche entre les conduites de courte longueur et de faible diamètre provenant des têtes de puits et les tronçons de conduite flexible de grande longueur et de plus grand diamètre servant au transport jusqu'à la surface sur des socles reposant sur le fond sous-marin.
L'utilisation de tels socles facilite le raccordement des conduites de différents diamètres, par exemple le raccordement entre une conduite flexible de 6" de diamètre interne et une conduite de A" de diamètre interne, dans la mesure où il serait difficile d'incorporer un manifold à cet effet sur la tête de puits elle-même compte-tenu de sa structure. Ces socles peuvent en outre supporter les vannes permettant d'isoler les têtes de puits et de faire communiquer les différents tronçons de conduite flexible entre eux pour former la boucle nécessaire à l'opération de nettoyage. Pour relier, lors de l'opération de nettoyage, deux tronçons de conduite flexible utilisés lors de l'exploitation pour acheminer les hydrocarbures depuis les têtes de puits respectives jusqu'à l'installation d'exploitation en surface, on a proposé d'utiliser un socle supportant un raccord rigide en forme de U, relié à ses extrémités à deux tronçons de conduite flexible.
Le raccord en U est isolé par une vanne lors de l'exploitation des puits de sorte que les hydrocarbures produits par chacune des têtes de puits parcourent deux tronçons de conduite flexible distincts jusqu'à l'installation d'exploitation en surface ; pour effectuer le nettoyage, on isole chaque tête de puits et l'on fait communiquer les deux tronçons de conduite flexible par le raccord en U, ce qui permet de constituer une boucle permettant le passage, dans les deux tronçons de conduite flexible, d'un dispositif de nettoyage. Toutefois, l'utilisation d'un socle supportant un raccord en U relié à deux tronçons de conduite flexible juxtaposés rend délicate et coûteuse la pose de l'installation, dans la mesure où l'un des deux tronçons de conduite flexible est relié à un deuxième socle qui doit être mis à l'eau tout en gérant simultanément le déroulement en chaînette des deux tronçons de conduite flexible.
Une deuxième solution consisterait à poser sur le fond les socles et d'effectuer in situ le raccordement des conduites flexibles sur les manifolds.
Toutefois, une telle solution n'est pas aisée à mettre en oeuvre dans la mesure où il est difficile de déplacer horizontalement des éléments à assembler sur le fond sous-marin.
L'invention a notamment pour objet de rendre plus aisée la pose d'une installation d'exploitation pétrolière comportant des socles de support de manifold relié à des tronçons de conduite flexible.
Selon une caractéristique de l'invention, l'installation d'exploitation pétrolière comporte deux socles reposant sur le fond sous-marin, chaque socle supportant un manifold relié à deux extrémités à deux embouts terminaux de tronçons de conduite flexible respectifs, fixés au manifold sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre, chaque manifold comportant en outre une bride pour le raccordement étanche à une conduite provenant d'une structure sous-marine telle qu'une tête de puits sous-marin, les manifolds des deux socles étant reliés entre eux à une extrémité par un tronçon de conduite flexible et reliés à l'autre extrémité, par des tronçons de conduite flexible respectifs, à une installation d'exploitation en surface.
Il faut comprendre que les embouts terminaux de tronçons de conduite flexible sont fixés au manifold sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre lorsque les tronçons de conduite flexible quittent le socle sur lequel est fixé ledit manifold dans des directions sensiblement opposées.
La pose sur le fond sous-marin de l'installation d'exploitation pétrolière peut alors s'effectuer sans qu'il soit nécessaire de gérer la mise à l'eau simultanée de deux conduites flexibles, car il est possible grâce à l'invention de commencer par mettre à l'eau un premier tronçon de conduite flexible, de mettre ensuite à l'eau un premier socle, puis un deuxième tronçon de conduite flexible, un deuxième socle et enfin un troisième tronçon de conduite flexible.
Avantageusement, les portions des conduites flexibles proches des embouts terminaux fixés sur le manifold peuvent coulisser chacune dans un organe limiteur de courbure solidaire dudit socle.
Dans un exemple particulier de réalisation de l'invention, ledit organe limiteur de courbure est constitué par un ensemble de vertèbres fixé à une extrémité audit socle et à l'intérieur duquel peut coulisser ladite portion de conduite flexible proche de l'embout terminal fixé sur le manifold.
Avantageusement, lesdits manifolds ont chacun une forme générale de T, ladite bride de raccordement à la conduite provenant de la structure sous-marine associée étant portée par la branche centrale du T. Avantageusement, l'un des deux socles supporte une vanne permettant de faire communiquer ou d'isoler les manifolds situés sur les deux socles.
Avantageusement, l'installation comporte un réseau de lignes de télécommande d'organes sous-marins tels que des vannes, constitué de conduites de type ombilical, ce réseau comportant un premier ombilical reliant l'installation d'exploitation de surface à un premier socle et un deuxième ombilical reliant le premier socle au second socle. L'invention a également pour objet un procédé de pose d'une installation d'exploitation pétrolière, cette installation comportant deux socles destinés à reposer sur le fond sous-marin, chaque socle supportant un manifold destiné à être relié à deux extrémités à deux tronçons de conduite flexible respectifs fixés au manifold sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre, chaque manifold comportant en outre une bride pour le raccordement étanche à une conduite provenant d'une structure sous-marine telle qu'une tête de puits, les manifolds étant destinés à être reliés entre eux à une extrémité par un tronçon de conduite flexible et reliés à l'autre extrémité par des tronçons de conduite flexible respectifs à une installation d'exploitation de surface, ce procédé comprenant les étapes consistant à, successivement :
- dérouler, à partir d'un point de départ, sur le fond sous-marin un premier tronçon de conduite flexible au moyen d'un navire de pose,
- mettre à l'eau un premier socle préalablement raccordé au premier tronçon et à un deuxième tronçon tout en déroulant le début du deuxième tronçon en même temps que la fin du premier,
- dérouler sur le fond ledit deuxième tronçon de conduite flexible,
- mettre à l'eau le deuxième socle préalablement raccordé au deuxième tronçon et à un troisième tronçon tout en déroulant le début du troisième tronçon en même temps que la fin du deuxième,
- dérouler sur le fond ledit troisième tronçon de conduite flexible, le navire de pose effectuant sensiblement une boucle lors de la pose des trois tronçons de conduite flexible entre ledit point de départ et un point d'arrivée. Avantageusement, la mise à l'eau de chaque socle s'effectue alors que le socle est relié par deux câbles au navire de pose, un premier câble étant attaché à l'arrière du socle et un deuxième câble étant attaché à un portique rigide articulé sur le socle, seul le câble relié à l'arrière du socle servant à soutenir le socle dans un premier temps de la descente, la tension dans ce câble étant relâchée lorsque le socle atteint une certaine profondeur, le câble attaché au portique servant alors à amener le socle dans une position sensiblement horizontale et ensuite à le retenir jusqu'à sa pose sur le fond sous-marin.
Avantageusement, le portique est fixé de manière amovible au socle de façon à pouvoir être récupéré après la pose d'un socle et servir à la pose du socle suivant.
Avantageusement, le portique comporte au moins un organe d'actionnement rotatif destiné à être actionné par un robot manipulateur, cet organe d'actionnement rotatif étant relié par une transmission à un mécanisme apte à transformer la rotation dudit organe en un mouvement de déverrouillage d'un crochet de fixation du portique sur le socle. Par ailleurs, on a proposé d'effectuer le raccordement entre la tête de puits sous-marin et la bride de raccordement du manifold porté par le socle au moyen d'une conduite rigide réalisée sur mesure après une observation in situ des orientations de ladite bride de raccordement et d'une deuxième bride de raccordement prévue sur la tête de puits et de leur position relative.
Cette manière de procéder est relativement longue et coûteuse.
Pour faciliter le raccordement entre une structure sous-marine telle qu'une tête de puits sous-marin et la bride de raccordement prévue sur le manifold porté par le socle, on propose, selon l'invention, un nouveau socle de support de manifold pour une installation d'exploitation pétrolière.
Ce nouveau socle est destiné à reposer sur le fond sous-marin et supporte un manifold pour établir un raccordement étanche entre une conduite provenant d'une structure sous-marine telle qu'une tête de puits sous-marin et au moins une partie terminale d'au moins un tronçon de conduite flexible, le manifold comportant une bride de raccordement à ladite conduite et le socle et/ou le manifold comportant des moyens pour orienter l'axe de la bride de raccordement dans une direction choisie avant d'établir le raccordement avec ladite conduite lorsque le socle repose sur le fond sous-marin.
Un tel socle facilite la pose d'une conduite entre le manifold prévu sur le socle et la tête de puits, dans la mesure où il n'est plus nécessaire de réaliser sur mesure une conduite et un tel socle rend en outre possible la pose de l'installation sur un fond sous-marin présentant des dénivelés importants tout en utilisant des conduites équipées de raccords comportant un organe de verrouillage pouvant venir en position de verrouillage par l'effet de la gravité, auquel cas ladite direction choisie précitée correspond à la verticale, avec une tolérance angulaire inférieure ou égale à 10° et de préférence inférieure ou égale à 5°.
Dans une réalisation particulière, le socle comporte un bâti fixe destiné à reposer sur le fond sous-marin et un plateau orientable par rapport au bâti et sur lequel est fixé ledit manifold.
Dans une réalisation particulière, ledit plateau est relié audit bâti par une articulation de type cardan.
Avantageusement, le socle comporte des moyens permettant d'orienter et de maintenir dans la position choisie ladite bride de raccordement.
Avantageusement, le socle comporte en outre des moyens permettant la fixation amovible sur le socle d'un portique utilisé pour la pose et/ou la récupération du socle.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention, et à l'examen du dessin annexé sur lequel :
- la figure 1 est une vue schématique d'une installation d'exploitation pétrolière conforme à un exemple de réalisation de l'invention,
- la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un socle conforme à un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue en élévation latérale du socle représenté sur la figure 2, les conduites flexibles n'étant pas représentées,
- la figure 4 est une vue analogue à la figure 3, après mise en place des conduites flexibles et des boîtes de raccordement des ombilicaux de commande,
- la figure 5 est une vue de dessus du socle représenté sur la figure 4,
- la figure 6 est une vue schématique de dessus du plateau de support du manifold porté par le bâti du socle représenté sur les figures 2 à 5, la figure 7 montre isolément un élément de l'articulation permettant d'orienter dans une position choisie le plateau représenté sur la figure 6, - la figure 8 est une vue en coupe selon le trait de coupe
VIII-VIII de la figure 6,
- la figure 9 est une section selon le trait de coupe IX-IX de la figure 6,
- la figure 10 est une section selon le trait de coupe X-X de la figure 6, la figure 11 est une vue schématique de dessus du manifold porté par le socle représenté sur la figure 2, des conduites flexibles seuls les embouts de raccordement étant représentés, - la figure 12 est une vue schématique représentant un ensemble de vertèbres, la figure 13 est une vue schématique en élévation latérale représentant un portique utilisé pour la pose d'un socle, - la figure 14 est une vue de dessus du portique représenté sur la figure 13, la figure 15 est une vue en élévation frontale du portique représenté sur la figure 13, la figure 16 représente un détail du mécanisme de fixation amovible du portique sur le socle,
- les figures 17 à 21 illustrent différentes étapes de la pose d'un socle et, la figure 22 illustre la pose d'une boîte de raccordement d'ombilicaux de commande sur un support de boîte de raccordement fixé sur un socle.
On a représenté de façon schématique sur la figure 1 une installation 1 conforme à un exemple particulier de réalisation de 1'invention.
Cette installation 1 est destinée à l'exploitation de deux têtes de puits de pétrole sous-marins 2,3 par un bâtiment de surface 4 tel qu'un navire à positionnement dynamique. Dans l'exemple décrit, la différence de profondeur entre le puits sous-marin 2 et le puits sous-marin 3 est de l'ordre de 150 m, la pente moyenne entre les deux puits étant de l'ordre de 7°.
L'installation 1 comporte un premier tronçon 5 de conduite flexible pour relier le navire 4 à un manifold 10 supporté par un premier socle 6, ce manifold servant au raccordement de la tête de puits sous-marin 2 audit premier tronçon de conduite flexible 5.
Un deuxième tronçon de conduite flexible 7 relie le manifold 10 à un deuxième manifold 10' situé sur un deuxième socle 8. Un troisième tronçon de conduite flexible 9 relie le manifold 10' situé sur le deuxième socle 8 et le navire 4.
Les tronçons de conduite flexible 5,7 et 9 présentent dans l'exemple de réalisation décrit un diamètre interne de 6" et sont du type "flow line". Chaque manifold 10, 10' comporte un raccord en T, ce raccord portant sur sa branche centrale une bride 11 pour le raccordement étanche à une conduite 12 provenant de la tête de puits 2, 3 associée au socle considéré et constituée dans l'exemple décrit par une conduite flexible de diamètre interne 4", cette conduite 12 étant encore appelée "jumper".
Chaque raccord en T est muni sur sa branche portant la bride 11 d'une vanne 13 permettant d'isoler la conduite 12 pour une opération de nettoyage des tronçons de conduite 5, 7 et 9 comme cela sera précisé dans la suite. Le manifold 10' supporté par le socle 8 comporte en outre une vanne 14 permettant d'isoler le raccord en T du tronçon de conduite flexible 7 lors de l'exploitation des têtes de puits 2 et 3. On remarquera que les brides de raccordement opposées de chaque manifold 15 et 16 ont des axes sensiblement parallèles, ce qui permet aux portions terminales respectives 17 et 18 des tronçons de conduite flexible 5 et 7 de se situer sensiblement dans le prolongement l'une de l'autre.
Les socles 6 et 8 supportent également des boîtes de raccordement d'ombilicaux de commande.
Il faut comprendre par l'expression "ombilical de commande", un ou plusieurs câbles de transport d'informations, d'énergie électrique ou d'énergie hydraulique.
Plus précisément, le socle 6 supporte deux boîtes de raccordement 22, 23 et le socle 8 supporte une boîte de raccordement 24.
La boîte de raccordement 22 permet de raccorder un ombilical de commande 25 provenant du navire 4, un ombilical de commande 26 relié à la tête de puits 2 et un ombilical de commande 27 relié à la boîte de raccordement 23. Cette dernière permet de raccorder l'ombilical de commande 27 et une extrémité d'un ombilical de commande 28 relié à l'autre extrémité à la boîte de raccordement 24. La boîte de raccordement 23 est également reliée par l'ombilical de commande à la vanne 13 pour la commande de l'ouverture ou de la fermeture de cette dernière. La boîte de raccordement 24 permet de raccorder l'ombilical de commande 28, un ombilical de commande 29 provenant de la tête de puits 3 et deux ombilicaux de commande respectivement reliés aux vannes 13, 14 pour la commande de leur ouverture ou de leur fermeture.
L'ombilical de commande 27 est fixé à demeure sur le socle 6, et il est posé sur le fond sous-marin simultanément à celui-ci.
Sur la figure 1, toute la partie s'étendant au dessus de la ligne en pointillés F repose sur le fond de la mer tandis que la partie située en-dessous s'étend entre le fond sous-marin et le navire 4.
Une arche 30 est placée sur le trajet des tronçons de conduite flexible s'étendant entre le navire 4 et le fond sous-marin, les tronçons de conduite flexibles reposant sur cette arche 30 selon une configuration connue en elle-même et du type "lazy-S". Les tronçons de conduite flexible 5 et 9 sont constitués sur leur portion s'étendant entre le fond sous-marin et le navire 4, par des conduites flexibles spécialement adaptées à la remontée des hydrocarbures et du type "riser". Lors de l'exploitation des têtes de puits 2, 3, les vannes
13 sont ouvertes et la vanne 14 est fermée.
Les hydrocarbures sous pression provenant de la tête de puits 2 sont acheminés au navire 4 par le tronçon de conduite flexible
5 tandis que les hydrocarbures sous pression provenant de la tête de puits 3 sont acheminés au navire 4 par le tronçon de conduite flexible
9.
Dans le cas où les hydrocarbures produits sont riches en paraffine, un colmatage progressif des tronçons de conduite flexible 5 et 9 se produit, obligeant à procéder à un nettoyage périodique de ces derniers.
Pour ce faire, on ferme les vannes 13 de manière à isoler les têtes de puits 2 et 3 et l'on ouvre la vanne 14 de manière à réunir les tronçons de conduite 5, 7 et 9 et former une boucle permettant l'injection par une extrémité de l'un des tronçons 5 et 9 d'un dispositif de nettoyage depuis le navire 4.
Le dispositif de nettoyage peut comporter de façon connue en soi une brosse et/ou tout autre système de raclage.
On a représenté sur la figure 2 en perspective schématique, le socle 6. Le socle 8 est sensiblement identique au socle 6 à l'exception près qu'il ne porte qu'un support de boîte de raccordement d'ombilicaux de commande et qu'il porte en plus la vanne 14. Le socle
6 n'a pas été représenté de façon détaillée sur le dessin.
Le socle 6 comporte un bâti 31, réalisé en métal dans l'exemple décrit, et un plateau 32 de support de manifold 10, ce plateau 32 pouvant avantageusement être orienté dans une position choisie par rapport au bâti 31 comme cela sera précisé dans la suite.
On distingue sur la figure 2 deux supports 33 destinés à recevoir les boîtes de raccordement 22 et 23. Chaque support 33 est muni de rails de guidage 33a permettant de centrer la boîte de raccordement lors de sa descente sur le support et d'un guide 33b pour l'introduction d'une broche prolongeant inférieurement la boîte de raccordement. Le guide 33b_ présente en partie supérieure une ouverture évasée facilitant l'introduction de la broche.
Le bâti 31 présente une forme généralement aplatie et rectangulaire. On a représenté sur la figure 3, en élévation latérale, le socle 6, les portions terminales des tronçons de conduite flexibles n'étant pas illustrées sur cette figure.
On a représenté sur la figure 4, en élévation latérale, le socle 6 lorsque les portions terminales 17 et 18 des tronçons de conduite flexible sont fixées au raccord en T du manifold 10. Sont également représentées très schématiquement sur la figure 4 les boîtes de raccordement 22 et 23 et les ombilicaux de commande 25 et 28.
Comme indiqué plus haut, le plateau 32 est orientable par rapport au bâti 31. Plus précisément, dans l'exemple de réalisation décrit, le plateau 32 est relié au bâti 31 par une articulation de type cardan permettant de faire osciller le plateau 32 autour d'un premier axe géométrique de rotation X sensiblement parallèle au côté de plus grande dimension du bâti 31 et d'un deuxième axe géométrique de rotation Y, perpendiculaire et sécant avec l'axe X. L'intersection des axes X et Y correspond sensiblement au centre de gravité du plateau de sorte que ce dernier peut être réglé en position relativement aisément.
L'articulation du plateau 32 sur le bâti 31 s'effectue au moyen d'une croix 33', représentée isolément sur la figure 7, comportant un tube 34 d'axe X et un tube 35 d'axe Y fixé au tube 34 par une structure d'assemblage 36 située au centre de la croix.
En se reportant maintenant plus particulièrement aux figures 6 à 10, le plateau 32 est solidaire sur sa face inférieure d'un tourillon 37 d'axe X, engagé dans une extrémité 38 du tube 34 et pouvant pivoter dans cette dernière autour de l'axe géométrique de rotation X.
Le plateau 32 est solidaire, du côté opposé, d'un palier
39 d'axe X, pouvant pivoter autour d'un tourillon 40 engagé dans l'extrémité 41 du tube 34 opposée à l'extrémité 38. Le tourillon 40 est immobilisé en rotation dans le tube 34, et il est solidaire à son extrémité opposée au tube 34 d'une fourchette 42, présentant deux parois parallèles entre lesquelles peut pivoter un écrou 43 autour d'un axe de rotation Z parallèle à l'axe X.
Cet écrou 43 est en prise sur une tige filetée 44 montée à rotation sur le plateau 32 autour d'un axe géométrique de rotation K perpendiculaire et sécant à l'axe Z.
La tige filetée 44 est munie à son extrémité supérieure d'une molette 45 conformée pour pouvoir être actionnée en rotation par un robot manipulateur. La rotation de la tige filetée 44 provoque la montée ou la descente de l'écrou 43 et l'entraînement en rotation du plateau autour de l'axe géométrique de rotation X puisque le tourillon 40 est fixe par rapport au bâti 31.
Le tube 35 de la croix 33' est monté à rotation autour de l'axe Y sur le bâti 31. Plus précisément, le tube 35 est monté libre en rotation à une extrémité 46 sur le bâti 31 au moyen d'un tourillon 90 solidaire du bâti 31. Le tube est solidaire à l'autre extrémité d'un tourillon 91 supporté à rotation par un palier du bâti 31. Le tourillon 91 est solidaire à son extrémité opposée à celle engagée dans le tube 35 d'une fourchette 47 comportant deux branches portant à rotation autour d'un axe parallèle à l'axe Y un écrou 48 en prise avec une tige filetée 49 montée à rotation sur le bâti 31 autour d'un axe W sensiblement perpendiculaire au plan du bâti 31. La tige filetée 49 est munie à son extrémité supérieure d'une molette 50 conformée pour être entraînée en rotation par un robot manipulateur. La rotation de la tige 49 provoque la montée ou la descente de l'écrou 48 et le pivotement du plateau 32 autour de l'axe Y.
Un niveau à bulle 51 est fixé sur la face supérieure du plateau 32 pour permettre de positionner le plateau 32 à l'horizontale, avec l'axe H de la bride 11 sensiblement à la verticale, comme représenté sur la figure 6. Ainsi, après la pose du socle 6 ou 8, il est possible de modifier l'orientation de la bride de racccordement 11 avant de rapporter sur cette dernière le raccord équipant l'extrémité de la conduite 12.
Lorsque le fond sous-marin sur lequel est posé le socle 6 ou 8 est incliné, on peut ainsi positionner le plan de joint de la bride 11 sensiblement à l'horizontale, l'axe H de la bride étant alors sensiblement vertical, aux tolérances près autorisées pour le raccordement à la conduite 12. Cette dernière est avantageusement équipée d'un raccord comportant un organe de verrouillage pouvant venir en position de verrouillage par l'effet de la gravité, auquel cas il est particulièrement important que le plan de joint de la bride 11 soit le plus horizontal possible. Dans l'exemple de réalisation décrit, on peut faire pivoter le plateau 32 de 10° environ autour de chaque axe X et Y, et assurer la verticalité de l'axe H de la bride 11 avec une tolérance angulaire meilleure que 5°, et de préférence meilleure que 3°. On a représenté sur la figure 11 le manifold 10 en vue de dessus.
On a référencé 52 et 53 les embouts de raccordement des parties terminales 17 et 18 des tronçons de conduite flexible 5 et 7.
Le raccordement des embouts 52 et 53 et des brides 15 et 16 s'effectue au moyen de joints 54 et 55 de type connu en soi sous la dénomination "Grayloc".
De manière à éviter une courbure excessive des portions terminales 17 et 18 de conduite flexible, ces dernières sont engagées chacune dans des organes limiteur de courbure constitués dans l'exemple décrit par un ensemble 56 de vertèbres.
Ces vertèbres ne sont pas représentées sur la figure 11 dans un souci de clarté du dessin.
On a représenté sur la figure 12 un ensemble 56 de vertèbres constitué par l'assemblage, de façon connue en soi, de vertèbres 57 et 58 présentant une forme symétrique de révolution et constituées par des éléments tubulaires présentant en coupe dans un plan contenant leur axe de symétrie, une forme en U à bords tournés vers l'intérieur pour les vertèbres 57 ou à bords tournés vers l'extérieur pour les vertèbres 58, l'assemblage de deux vertèbres 58 s'effectuant au moyen d'une vertèbre 57.
La portion terminale de chaque tronçon de conduite flexible engagée dans un ensemble de vertèbres 56 est libre de coulisser à l'intérieur de celui-ci. Chaque ensemble de vertèbres 56 est fixé, à son extrémité adjacente au manifold 10, au plateau 32 au moyen d'un collier 59. Ainsi, la reprise des efforts de flexion est effectuée par les ensembles 56 de vertèbres fixés au plateau et le raccord en T n'est pas soumis à des contraintes importantes qui seraient susceptibles d'endommager autrement les joints de type "grayloc" ou le raccord lui-même.
On a représenté sur les figures 13 à 15 un portique 60 utilisé lors de la pose d'un socle 6 ou 8, comme cela décrit plus loin. Ce portique 60 comporte un cadre rigide en forme de U dont les montants 61 sont fixés de manière pivotante sur le bâti 31, autour d'un axe géométrique de rotation V parallèle à l'axe géométrique Y. Plus précisément, chaque montant 61 est fixé à son extrémité inférieure de manière amovible sur le bâti 31 au moyen d'un mécanisme de verrouillage 62 comportant un organe rotatif 63 monté à rotation sur le montant 61 et relié par une transmission à joints de cardan 64 à un mécanisme 65. Ce mécanisme 65 permet d'actionner un crochet 66 venant en prise sur l'extrémité 67 d'un axe fixé au bâti 31, pour retenir le portique 60 sur le bâti 31 tout en permettant sa rotation. Le débattement angulaire du bâti est limité pour le socle
8 par des butées 61a_ disposées d'un côté de l'axe Y et par des câbles 61b reliant la traverse du portique 60 et le bâti 31, ces câbles 61b étant attachés à proximité du bord libre du bâti 31 du même côté que les butées 61a_. Les câbles 61b sont tendus lorsque le portique est disposé sensiblement à la perpendiculaire du plan du bâti 31. Les câbles 61b permettent de maintenir le portique sensiblement perpendiculaire au socle même dans le cas où le centre de gravité de ce dernier n'est pas dans le demi-plan vertical délimité supérieurement par l'axe géométrique de rotation du portique. Le socle 6 qui comporte deux supports 33 de boîte de raccordement d'ombilicaux de commande est mieux équilibré que le socle 8 et le débattement angulaire du bâti est limité par des butées 61a, disposées de part et d'autre de l'axe Y.
Le mécanisme 65 comporte un écrou 68 en prise sur une tige filetée 69 entraînée en rotation par la transmission 64. L'écrou 68 est articulé, autour d'un axe parallèle à l'axe V, à une extrémité 70 d'une biellette reliée au crochet 66, lui-même articulé en 69 autour d'un axe de rotation parallèle à l'axe V. La rotation de l'organe 63 provoque par l'intermédiaire de la transmission 64 la rotation de la tige filetée 69 et la remontée de l'écrou 68, qui entraîne en pivotement vers le bas le crochet 66 autour de l'axe d'articulation 69. Le pivotement du crochet 66 permet de dégager l'extrémité 67 comme illustré sur la figure 16. On a représenté en pointillés sur cette figure la position du crochet 66 en fin de pivotement après la remontée de l'écrou 68. A l'inverse, le portique 60 peut permettre la récupération d'un socle posé sur le fond sous-marin. On va maintenant décrire en référence aux figures 17 à 21, la manière d'effectuer la pose de l'installation 1 précédemment décrite.
On commence par dérouler un premier tronçon de conduite flexible, par exemple le tronçon 9. Lorsque l'on arrive à proximité de la fin de ce tronçon, on reprend la tension due au poids de la partie immergée de la conduite flexible au moyen d'un manchon serré sur la conduite flexible et encore appelé "chinese finger" ou "chaussette", fixé à un câble 72 enroulé sur un treuil.
On peut alors amener le socle 8 à l'arrière du navire de pose, sur une rampe inclinable 73. Les portions terminales respectives 21 et 20 des tronçons de conduite flexible 9 et 7 sont fixées au manifold 10' monté sur le socle 8. Le portique 60 repose sur les butées arrières 61a.. Le bâti 31 du socle 8 est fixé à l'arrière à un premier câble 74 enroulé sur un treuil et le portique 60 est fixé par sa traverse à deux élingues reliées à un deuxième câble 75 également enroulé sur un treuil.
Avant de basculer la rampe 73, on s'assure d'un mou dans la portion de conduite flexible 9 située au dessus de la chaussette 71. On bascule ensuite la rampe 73 comme illustré sur la figure 18. La chaussette 71 sui supporte la conduite 9 permet d'éviter l'apparition de mouvements de flexion qui seraient susceptibles d'endommager sinon le raccordement entre la conduite 9 et le manifold 10' . La portion terminale 20 de conduite flexible est maintenue au moyen d'une gouttière 76 suspendue par une grue pour minimiser les moments de flexion exercés sur les extrémités des conduites flexibles.La rampe 73 est munie en partie haute d'une poulie de renvoi 77 sur laquelle passe le câble 74, qui soutient le socle 8 lorsque ce dernier est progressivement descendu dans l'eau en position sensiblement verticale. Le câble 74 reprend la quasi-totalité du poids du socle 8 lors de sa mise à l'eau. Le socle 8 est ensuite descendu dans l'eau et lorsqu'il atteint une profondeur de quelques dizaines de mètres, on procède au détachement de la chaussette 71 à l'aide d'un robot manipulateur (R.O.V) comme illustré sur la figure 19. Le câble 75 relié au portique 60 n'est pas tendu. Le poids du socle 8 et du tronçon de conduite flexible situé sous ce dernier sont repris par le câble 74.
On procède ensuite au basculement progressif du socle 8 pour l'amener en position horizontale. Pour cela, on diminue progressivement la tension du câble 74 en augmentant celle du câble 75 et lorsque ce dernier est tendu, on détache le câble 74 au moyen d'un robot manipulateur. On se trouve alors dans la configuration de la figure 20, le socle 8 se situant à une dizaine de mètres de hauteur par rapport au fond. On a représenté sur cette figure par des hachures l'emplacement sur lequel le socle 8 doit être déposé. Après la pose du socle 8 sur le fond sous-marin, on donne du mou au câble 75 avant de détacher le portique 60 du bâti 31 du socle 8 comme représenté sur la figure 21.
Pour détacher le portique 60, on fait tourner les organes rotatifs 63 au moyen d'un robot manipulateur de manière à dégager les crochets 66 des extrémités 67. Grâce à la distance séparant les organes rotatifs 63 du fond sous-marin, les organes rotatifs 63 se situent lors de leur actionnement à une hauteur du fond sous-marin suffisante pour que les éventuels nuages de particules soulevés par les hélices du robot manipulateur ne gênent pas la visibilité de ce dernier.
Après détachement du portique 60, ce dernier est récupéré et mis en place sur le socle 6 qui est posé d'une manière similaire.
Pour mener à bien la pose des tronçons 5, 7 et 9 et des socles 6 et 8, le navire de pose a décrit une boucle sans avoir à faire de marche arrière. On ne sort pas du cadre de l'invention en procédant en sens inverse, c'est-à-dire en posant d'abord le tronçon 5.
Pour effectuer la pose des boîtes de raccordement des ombilicaux de commande, on amène au bout d'un câble la boîte de raccordement au-dessus du support correspondant et l'on engage dans le guide 33b_ de ce dernier une chaîne prolongeant inférieurement la broche de centrage associée, comme illustré sur la figure 22. Après la pose des boîtes de raccordement, on effectue à l'aide d'un robot manipulateur les opérations de raccordement des ombilicaux entre eux.
Avant d'effectuer le raccordement de la bride 11 avec la conduite 12 associée, on corrige si nécessaire l'orientation de l'axe H de la bride 11 en tournant à l'aide d'un robot manipulateur les molettes 45 et 50. On observe grâce à une caméra placée sur le çobot manipulateur, le niveau à bulle 51 qui renseigne sur l'horizontalité du plateau 32. On remarquera à l'examen de la figure 2 notamment que la bride 11 est située au fond d'une structure de guidage comportant deux panneaux lla_, llb_ servant à positionner le raccord équipant la conduite 12 avant sa descente sur la bride 11. Un guide ll£ permet le passage d'un câble utilisé pour plaquer si nécessaire ledit raccord contre les panneaux lia et 11b avant sa descente sur la bride 11. On remarquera sur la figure 5 que les panneaux lia et 11b sont reliés par un arceau llcl qui n'entrave pas l'accès du robot manipulateur à la bride 11, aux molettes 45 et 50 et permet au robot manipulateur de voir le niveau à bulle 51. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit.
On pourrait notamment, dans une variante de réalisation non représentée, monter le plateau 32 sur trois pieds disposés comme les sommets d'un triangle sur le bâti 31, et dont la hauteur serait réglable, de manière à pouvoir positionner le plateau avec une orientation choisie par rapport au bâti.
On pourrait encore, dans une autre variante non représentée, fixer sur le bâti le manifold pour le raccordement des conduites flexibles et de la conduite provenant de la tête de puits, en montant simplement la bride pour le raccordement de la conduite provenant du puits sous-marin sur un joint orientable du type joint sphérique, qui serait positionné avec l'orientation voulue à l'aide d'un robot manipulateur avant d'effectuer le raccordement.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Installation d'exploitation pétrolière off-shore (1) comportant deux socles (6,8) reposant sur le fond sous-marin, chaque socle (6,8) supportant un manifold (10; 10') relié à deux extrémités à deux embouts terminaux de tronçons de conduite flexible respectifs (5, 7;7,9) fixés au manifold (10;10*) sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre, chaque manifold (10;10') comportant en outre une bride (11) pour le raccordement étanche à une conduite (12) provenant d'une structure sous-marine telle qu'une tête de puits (2;3), les manifolds (10; 10') des deux socles (6;8) étant reliés entre eux à une extrémité par un tronçon de conduite flexible (7) et reliés, à l'autre extrémité, par des tronçons de conduite flexible respectifs (5,9), à une installation d'exploitation en surface (4).
2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les portions des conduites flexibles proches des embouts fixés sur le manifold peuvent coulisser chacune dans un organe limiteur de courbure (56) solidaire dudit socle (6;8).
3 - Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit organe limiteur de courbure (56) est constitué par un ensemble (56) de vertèbres (57,58) fixé à une extrémité audit socle (6,8) et à l'intérieur duquel peut coulisser ladite portion de conduite proche de l'embout fixé au manifold.
4 - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que lesdits manifolds ont chacun une forme général de T, ladite bride (11) de raccordement à la conduite (12) provenant de la structure sous-marine associée étant portée par la branche centrale du T.
5 - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que l'un (8) des deux socles supporte une vanne (14) permettant de faire communiquer ou d'isoler les manifolds (10,10') situés sur les deux socles (6,8).
6 - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant un réseau de lignes de télécommande d'organes sous-marins tels que des vannes, constitué de conduites de type ombilical, caractérisé par le fait que ce réseau comporte un premier ombilical reliant l'installation d'exploitation de surface et un premier socle (6) et un deuxième ombilical reliant le premier socle au second socle (8) .
7 - Socle (6;8) de support de manifold pour une installation d'exploitation pétrolière, ce socle étant destiné à reposer sur le fond sous-marin et supportant un manifold (10; 10*) pour établir un raccordement étanche entre une conduite (12) provenant d'une structure sous-marine (2;3) telle qu'une tête de puits sous-marin et au moins une partie terminale (17; 18;20;21) d'au moins un tronçon (5,7,9) de conduite flexible, le manifold (10;10') comportant en outre une bride de raccordement (11) à ladite conduite (12) provenant de ladite structure sous-marine (2;3) et le socle et/ou le manifold comportant des moyens pour orienter l'axe (H) de ladite bride de raccordement (11) dans une direction choisie avant d'établir le raccordement avec ladite conduite (12). 8 - Socle de support de manifold selon la revendication
7, ladite conduite (12) étant équipée d'un raccord comportant un organe de verrouillage pouvant venir en position de verrouillage par l'effet de la gravité, caractérisé par le fait que ladite direction choisie correspond à la verticale, avec une tolérance angulaire inférieure ou égale à 10° et de préférence inférieure ou égale à 5°.
9 - Socle de support de manifold selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait qu'il comporte un bâti fixe (31) destiné à reposer sur le fond sous-marin et un plateau (32) orientable par rapport au bâti et sur lequel est fixé ledit manifold (10;10').
10 - Socle de support de manifold selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit plateau (32) est relié audit bâti (31) par une articulation de type cardan.
11 - Socle de support de manifold selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour positionner et maintenir dans la position choisie ladite bride de raccordement (11) .
12 - Socle de support de manifold selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour la fixation amovible (67) d'un portique (60) utilisé pour la pose et/ou la récupération du socle posé sur le fond sous-marin. 13 - Procédé de pose d'une installation pétrolière, cette installation comportant deux socles (6,8) destinés à reposer sur le fond sous-marin, chaque socle (6,8) supportant un manifold (10; 10') destiné à être relié à deux extrémités à deux tronçons de conduite flexible respectifs (5, 7; 7, 9) fixés sur le manifold (10; 10*) sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre, chaque manifold comportant en outre une bride (11) pour le raccordement étanche à une conduite (12) provenant d'une structure sous-marine (2;3) telle qu'une tête de puits, lesdits manifolds étant destinés à être reliés entre eux à une extrémité par un tronçon de conduite flexible (7) et à l'autre extrémité par des tronçons de conduite flexible respectifs (5,9) à une installation d'exploitation en surface (4), ce procédé de pose comprenant les étapes consistant à, successivement :
- dérouler sur le fond au moyen d'un navire de pose un premier tronçon de conduite flexible (9), mettre à l'eau un premier socle (8) préalablement raccordé au premier tronçon et à un deuxième tronçon, tout en déroulant le début du deuxième tronçon et la fin du premier,
- dérouler sur le fond ledit deuxième tronçon de conduite flexible (7),
- mettre à l'eau le deuxième socle (16) préalablement raccordé au deuxième tronçon et à un troisième tronçon de conduite flexible, tout en déroulant le début du troisième tronçon et la fin du deuxième, - dérouler sur le fond ledit troisième tronçon de conduite flexible, le navire de pose effectuant sensiblement une boucle pour poser les trois tronçons de conduite (9,7,5).
14 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé par le fait que la mise à l'eau de chaque socle (6,8) s'effectue alors que le socle est relié par deux câbles (74,75) au navire de pose, un premier câble (74) étant attaché à l'arrière du socle et un deuxième câble (75) étant attaché à un portique rigide (60) articulé sur le socle, seul le câble (74) relié à l'arrière du socle servant à soutenir le socle dans un premier temps de la descente, la tension dans ce câble étant relâchée lorsque le socle atteint une certaine profondeur, le câble (75) attaché au portique (60) servant alors à amener le socle dans une position sensiblement horizontale et ensuite à le retenir jusqu'à sa pose sur le fond sous-marin.
15 - Procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que le portique (60) est fixé de manière amovible au socle de façon à pouvoir être récupéré après la pose du socle et servir à la pose du socle suivant.
16 - Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait que le portique (60) comporte au moins un organe d'actionnement rotatif (63) destiné à être actionné par un robot manipulateur, cet organe d'actionnement rotatif étant relié par une transmission (64) à un mécanisme apte à transformer la rotation dudit organe (63) en un mouvement de déverrouillage d'un crochet (66) de fixation du portique (60) sur le socle.
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