EP0942102B1 - Plate-forme auto-élévatrice à réservoir immergé et procédés de mise en place et de relevage du réservoir - Google Patents

Plate-forme auto-élévatrice à réservoir immergé et procédés de mise en place et de relevage du réservoir Download PDF

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EP0942102B1
EP0942102B1 EP99400560A EP99400560A EP0942102B1 EP 0942102 B1 EP0942102 B1 EP 0942102B1 EP 99400560 A EP99400560 A EP 99400560A EP 99400560 A EP99400560 A EP 99400560A EP 0942102 B1 EP0942102 B1 EP 0942102B1
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EP
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tank
legs
hull
reservoir
platform according
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Pierre Armand Thomas
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Technip France SAS
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/02—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto
    • E02B17/021—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto with relative movement between supporting construction and platform
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    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B2017/0039—Methods for placing the offshore structure
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    • E02B2017/006—Platforms with supporting legs with lattice style supporting legs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02B2017/0056—Platforms with supporting legs
    • E02B2017/0073—Details of sea bottom engaging footing
    • E02B2017/0086—Large footings connecting several legs or serving as a reservoir for the storage of oil or gas

Definitions

  • the present invention relates to a self-elevating platform of the type comprising a floating upper shell mounted displaceable according to length of load-bearing legs, mechanical means of movement legs relative to the hull, and a submerged storage tank, intended to rest on the bottom.
  • Such types of platforms are used for the operation of oil fields. Indeed, before the extracted oil is transported, for example by boat, even on land, the submerged tank is used to store oil.
  • the tank In known platforms, the tank is generally made with concrete walls. It forms a base on which rests the rest of the platform.
  • the storage tank When installing the platform, the storage tank is routed, separately, in flotation, to the place of installation of the platform. It is then immersed by ballasting it by adding water taken from the sea.
  • the hull of the platform carrying the legs When the tank rests on the bottom, the hull of the platform carrying the legs is floated above the tank. The legs are then lowered, until their lower end take support on the upper surface of the tank. The hull is then hoisted above the water level.
  • Document FR-A-2 225 582 discloses a platform self-elevating type of tank submersible storage with controllable buoyancy.
  • the object of the invention is to propose a self-elevating platform, as well as its installation and uninstallation process, allowing updates successive operations of the platform in separate places, for a reduced cost with no consequences for the environment.
  • the invention relates to a self-elevating platform as defined in claim 1.
  • the platform comprises one or more of the features defined in the dependent claims.
  • the invention further relates to a method for setting up a submerged tank of a jack-up platform according to claim 12.
  • the invention finally relates to a method of lifting a tank immersed in a jack-up platform according to claim 16.
  • the platform according to the invention shown in the transport position in Figures 1 and 2, includes an upper shell 10 movable mounted and adjustable in position on vertical legs 12. It further comprises a submerged storage tank 14 intended to rest on the bottom by via support plates 16. After installation, the reservoir 14 provided soles 16 form a base 17 for supporting the building formed of the shell 10 and legs 12.
  • the shell 10 comprises a hermetically closed box. She is conventionally provided with operating equipment and premises housing, as well as a drilling tower arranged above a passage transverse 10A. These are not shown in the figures.
  • the shell has for example the shape of an equilateral triangle on the side of length equal to 90 meters.
  • the height of the hull is equal to 10 meters. Its mass with the equipment it carries is around 25,000 t. The hull volume is around 40,000 m 3 .
  • the shell 10 is provided, for each leg 12, with a mechanism lifting 18. These mechanisms are adapted to ensure movement legs 12 relative to the shell 10, and in particular the descent legs then the elevation of the hull above the level of the sea after the legs are supported on the seabed. Likewise, these lifting mechanisms 18 are adapted to allow a rise of the legs 12 and tank 14.
  • Each vertical leg 12 has, in this case, a section triangular. It consists of three vertical members, connected between them by a lattice of metal tubes. The lower end of each leg is fixed by welding to the upper surface of the reservoir 14.
  • the total mass of the legs is around 5000 t.
  • the reservoir 14 has a general shape of an equilateral triangle. One of the vertices is truncated. So the longest side of the tank has a length of 120 m, while the two sides ending in the truncated summit have a length of 95 m.
  • the reservoir 14 is formed by a metal box. It has a base 20 with a surface greater than that of the shell 10. This base is bordered laterally along two sides adjacent to the top truncated by two edges upper 22 forming shields. These edges 22 delimit on the base 20 a triangular area 20A for supporting the shell 10. This support area 20A has a surface slightly larger than that of the shell 10. It is open along a side opposite the truncated top of the tank.
  • the base 20 has a thickness of 7 m. It is crossed by a passage vertical 28 for oil exploitation conduits.
  • the flanges 22 forming shields are delimited by the metal box forming the reservoir. Thus, they delimit in their thickness a part of the reservoir 14.
  • the flanges 22 extend over a height of 11 m above the support zone 20A.
  • the reservoir 14 has, laterally along two sides, sides with a total height of 18 m.
  • the total volume of the reservoir is approximately 60,000 m 3 , for a mass of approximately 7,200 t.
  • the bottom wall of the reservoir 14 includes a valve 26 allowing to selectively put inside the tank 14 and the surrounding marine environment.
  • the interior of the reservoir 14 is connected, by a pipe 27A passing along a leg 12, to an air compressor 27 installed on the shell 10.
  • the soles 16 are formed by heavy massive blocks. The total mass of the soles is around 6000 t. The height of each sole is substantially equal to 2 m. They are reported under the underside of the reservoir 14 in the corners thereof.
  • the surface lower of the tank 14 covered by the soles 16 is lower to half of the total interior surface of the tank.
  • the soles have, for example, the shape of equilateral triangles 30 m side.
  • the soles are fixed under the tank 14 by means of retaining means, releasable when the base 17 is placed on the bottom.
  • retaining means consist for example of a mechanical lock or any other suitable means, for example a key engaged through two ears secured, for one, to the tank and, for the other, to the sole to fix.
  • the shell 10 and the legs 12 are then built directly on the central support zone 20A of the reservoir, while the latter floats. So the manufacturing such a platform requires the use of a wedge only for the initial construction phase.
  • the soles 16 are routed to the lower surface of the reservoir 14.
  • the soles 16 are prefabricated then immersed and maintained on the surface through buoys of suitable volume. They are slipped under the corners of the tank 14 and are subject thereto by means of the means of restraint.
  • the side edges 22 forming a shield protect swell, the hull fitted with operating instruments.
  • the shields 22 constitute protective freeboards having a height of about 11 meters above sea level, the reservoir being sunk into the water to a depth of about 7 m.
  • valve 26 provided in the lower part of the reservoir 14 is open. So under the action of the total weight of the platform, it gradually sinks in water as the reservoir 14 fills.
  • the reservoir 14 having no opening in its upper part, the air initially contained therein is compressed in one or more air bubbles 30 confined in the upper parts of the tank 14.
  • the air is compressed inside the flanges 22 constituting cavities in bell.
  • the platform When the pressure in the air bubbles 30 is equal to the pressure of the water in the tank, the platform is in an equilibrium position, as shown in FIG. 3. In this position, the height of the air bubbles 30 is denoted B3. This height corresponds to the distance separating the upper wall of the flanges 22 from the level of liquid in the reservoir 14. For such a height B3 of the air bubbles, the volume of air trapped in the reservoir 14 is approximately 33,000 m 3 .
  • the shell 10 In this position of equilibrium, the platform having sunk into water, the shell 10 is partially submerged. It thus participates in the flotation of the whole platform.
  • the shell 10 is immersed over a depth denoted C3 of approximately 5 m.
  • the air volume in the tank is then for example 55,000 m 3 .
  • the descent of the reservoir 14 is carried out sufficiently slowly in order to guarantee a pressure balance between the outside and the inside of the tank 14, following the entry of water inside the tank 14 through the valve 26.
  • breaks are operated at regular intervals during the descent.
  • this initial phase of descent of the reservoir 14 corresponds to the section of curve marked A5.
  • the force applied by the lifting mechanisms decrease in absolute value. Indeed, due to the increase in hydrostatic pressure of water with depth, the volume of air contained in air bubbles 30 decreases, thereby reducing buoyancy of the reservoir 14.
  • the air bubbles 30 confined in the reservoir 14 are insufficient to ensure the buoyancy of it. Also, the reservoir 14 exerts traction on the legs 12. The latter affects the lifting mechanisms 18 which are then subjected to a positive force, as represented in FIG. 8 by the section of curve A6.
  • the shell 10 retains the reservoir 14 to avoid a too rapid descent thereof.
  • the lifting mechanisms 18 are released sufficiently slowly to allow pressure balancing between the interior and outside the tank 14.
  • the shell 10 is raised above the level of the sea.
  • the air contained in the tank is extracted for example through the vertical pipe installed in the legs of the legs.
  • the enclosure formed by the reservoir 14 is used for the storage of the oil extracted by the platform.
  • an air bubble of height B7 is first injected at inside the tank.
  • the reservoir 14 tends to rise by itself to the surface.
  • the lifting mechanisms 18 push the legs 12 so that they stress the tank down. In this configuration, the shell 10 weighs on the tank.
  • the ascent rate can be reduced, so that at any time the pressure difference between the inside and the outside of the tank either substantially zero.
  • the tank is under pressure.
  • the particular shape of the tank allows it to play the role of a floating dock, which makes it possible to manufacture the hull and legs directly on the floating tank.
  • the central region of the reservoir 14 is spaced from the bottom by an interval I (figure 7) of a height of about 2 m. So the surface lower part of the reservoir 14 is not firmly held against the bottom by collage and it is then possible to reassemble it.
  • Such soles can be used for any type of tank or submerged element intended to come to rest on the seabed and then to be reassembled surface.

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Description

La présente invention concerne une plate-forme auto-élévatrice du type comportant une coque supérieure flottante montée déplaçable suivant la longueur de jambes porteuses, des moyens mécaniques de déplacement des jambes par rapport à la coque, et un réservoir de stockage immergé, destiné à reposer sur le fond.
Elle concerne en outre un procédé de mise en place et un procédé de relevage d'un réservoir immergé d'une plate-forme auto-élévatrice du type précité et un procédé de relevage d'un tel réservoir.
De tels types de plate-forme sont utilisés pour l'exploitation de champs pétrolifères. En effet, avant que le pétrole extrait ne soit transporté, par exemple par bateau, jusque sur la terre, le réservoir immergé est utilisé pour entreposer le pétrole.
A cet effet, il est connu de prévoir un réservoir de stockage de grande capacité, sur lequel s'appuient les jambes de la plate-forme auto-élévatrice.
Dans les plates-formes connues, le réservoir est généralement réalisé avec des parois en béton. Il forme une embase sur laquelle repose le reste de la plate-forme.
Lors de l'installation de la plate-forme, le réservoir de stockage est acheminé, séparément, en flottaison, sur le lieu d'installation de la plate-forme. Il est ensuite immergé en le lestant par apport d'eau prélevée dans la mer.
Lorsque le réservoir repose sur le fond, la coque de la plate-forme portant les jambes est acheminée en flottaison au-dessus du réservoir. Les jambes sont ensuite descendues, jusqu'à ce que leur extrémité inférieure prenne appui sur la surface supérieure du réservoir. La coque est ensuite hissée au-dessus du niveau de l'eau.
Un tel procédé d'installation d'une plate-forme est efficace et bien maítrisé. Toutefois, pour des plates-formes devant être déplacées plusieurs fois sur le champ pétrolifère au cours de leur durée de vie, le réservoir de stockage ne peut être réutilisé.
En effet, le réservoir étant indépendant, sa remise à flot est extrêmement délicate et risquée.
Ainsi, il est nécessaire pour chaque nouvelle implantation de la plate-forme de mettre en place initialement un nouveau réservoir. Ceci augmente considérablement le coût du déplacement de la plate-forme.
De plus, l'abandon du réservoir de stockage immergé après déplacement de la coque supérieure crée une nuisance environnementale.
Du document FR-A-2 225 582 est connu une plateforme auto-élévatrice du type comportant un réservoir de stockage immergeable à flottaison contrôlable.
L'invention a pour but de proposer une plate-forme auto-élévatrice, ainsi que son procédé d'installation et de désinstallation, permettant des mises en oeuvre successives de la plate-forme en des lieux distincts, pour un coût réduit et sans conséquence pour l'environnement.
A cet effet, l'invention a pour objet une plate-forme auto-élévatrice telle que définie à la revendication 1.
Suivant des modes particuliers de réalisation, la plate-forme comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques définies dans les revendications dépendantes.
L'invention a en outre pour objet un procédé de mise en place d'un réservoir immergé d'une plate-forme auto-élévatrice selon la revendication 12.
L'invention a enfin pour objet un procédé de relevage d'un réservoir immergé d'une plate-forme auto-élévatrice selon la revendication 16.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
  • La figure 1 est une vue en perspective de trois-quarts d'une plate-forme auto-élévatrice selon l'invention en position de transport ;
  • La figure 2 est une vue en élévation de la plate-forme de la figure 1 lors du transport ;
  • Les figures 3, 4, 5, 6 et 7 sont des vues en élévation de la plate-forme lors de phases successives d'installation de celle-ci ; et
  • La figure 8 est une courbe représentant l'effort appliqué sur les moyens de déplacement des jambes en fonction de la profondeur d'immersion du réservoir.
La plate-forme selon l'invention, représentée en position de transport sur les figures 1 et 2, comporte une coque supérieure 10 montée déplacable et réglable en position sur des jambes verticales 12. Elle comporte en outre un réservoir de stockage immergé 14 destiné à reposer sur le fond par l'intermédiaire de semelles d'appui 16. Après installation, le réservoir 14 muni des semelles 16 forment une embase 17 de support de l'édifice formé de la coque 10 et des jambes 12.
La coque 10 comprend un caisson hermétiquement clos. Elle est pourvue de manière classique d'équipements d'exploitation et de locaux d'habitation, ainsi que d'une tour de forage disposée au-dessus d'un passage transversal 10A. Ceux-ci ne sont pas représentés sur les figures.
La coque a par exemple la forme d'un triangle équilatéral de côté de longueur égale à 90 mètres.
La hauteur de la coque est égale à 10 mètres. Sa masse avec les équipements qu'elle porte est d'environ 25 000 t. Le volume de la coque est d'environ 40000 m3.
En outre, la coque 10 est munie, pour chaque jambe 12, d'un mécanisme de levage 18. Ces mécanismes sont adaptés pour assurer le déplacement des jambes 12 par rapport à la coque 10, et en particulier la descente des jambes puis la surélévation de la coque au-dessus du niveau de la mer après que les jambes ont pris appui sur le fond marin. De même, ces mécanismes de levage 18 sont adaptés pour permettre une remontée des jambes 12 et du réservoir 14.
Chaque jambe verticale 12 présente, dans le cas présent, une section triangulaire. Elle est constituée de trois membrures verticales, reliées entre elles par un treillis de tubes métalliques. L'extrémité inférieure de chaque jambe est fixée par soudage à la surface supérieure du réservoir 14.
La masse totale des jambes est d'environ 5000 t.
Le réservoir 14 présente une forme générale de triangle équilatéral. L'un des sommets est tronqué. Ainsi, le côté du réservoir le plus long a une longueur de 120 m, alors que les deux côtés aboutissant au sommet tronqué ont une longueur de 95 m.
Le réservoir 14 est formé par un caisson métallique. Il comporte une base 20 de surface supérieure à celle de la coque 10. Cette base est bordée latéralement suivant deux côtés adjacents au sommet tronqué par deux rebords supérieurs 22 formant boucliers. Ces rebords 22 délimitent sur la base 20 une zone triangulaire 20A de support de la coque 10. Cette zone de support 20A a une surface légèrement supérieure à celle de la coque 10. Elle est ouverte suivant un côté opposé au sommet tronqué du réservoir.
La base 20 a une épaisseur de 7 m. Elle est traversée par un passage vertical 28 pour des conduits d'exploitation pétrolière.
Les rebords 22 formant boucliers sont délimités par le caisson métallique formant le réservoir. Ainsi, ils délimitent dans leur épaisseur une partie du réservoir 14. Les rebords 22 s'étendent sur une hauteur de 11 m au-dessus de la zone de support 20A. Ainsi, le réservoir 14 présente, latéralement suivant deux côtés, des flancs d'une hauteur totale de 18 m. Le volume total du réservoir est d'environ 60 000 m3, pour une masse d'environ 7200 t.
La paroi inférieure du réservoir 14 comporte une vanne 26 permettant de mettre sélectivement en communication l'intérieur du réservoir 14 et le milieu marin environnant.
De plus, l'intérieur du réservoir 14 est relié, par une conduite 27A passant le long d'une jambe 12, à un compresseur d'air 27 installé sur la coque 10.
Les semelles 16 sont formées par des blocs massifs pesants. La masse totale des semelles est d'environ 6000 t. La hauteur de chaque semelle est sensiblement égale à 2 m. Elles sont rapportées sous la face inférieure du réservoir 14 dans les coins de celui-ci. Avantageusement, la surface inférieure du réservoir 14 recouverte par les semelles 16 est inférieure à la moitié de la surface intérieure totale du réservoir. Les semelles ont, par exemple, la forme de triangles équilatéraux de 30 m de côté.
Les semelles sont fixées sous le réservoir 14 par l'intermédiaire de moyens de retenue, libérables lorsque l'embase 17 est posée sur le fond. Ces moyens sont par exemple constitués d'un verrou mécanique ou de tout autre moyen approprié, par exemple une clavette engagée au travers de deux oreilles solidaires, pour l'une, du réservoir et, pour l'autre, de la semelle à fixer.
Pour la construction d'une telle plate-forme pétrolière, on procède d'abord à la fabrication du caisson constituant le réservoir 14. Celui-ci peut alors être mis à flot.
La coque 10 et les jambes 12 sont alors construites directement sur la zone d'appui centrale 20A du réservoir, alors que ce dernier flotte. Ainsi, la fabrication d'une telle plate-forme ne nécessite l'utilisation d'une cale que pour la phase initiale de construction.
Après l'achèvement de la coque 10, et des jambes 12, les semelles 16 sont acheminées jusqu'à la surface inférieure du réservoir 14. A cet effet, les semelles 16 sont préfabriquées puis immergées et maintenues en surface par l'intermédiaire de bouées de volume adapté. Elles sont glissées sous les coins du réservoir 14 et y sont assujetties par l'intermédiaire des moyens de retenue.
Afin de procéder à l'installation de la plate-forme selon l'invention, on effectue les étapes successives illustrées aux figures 2 à 7.
Dans la configuration représentée sur les figures 1 et 2, alors que la vanne 26 est fermée et que le réservoir 14 est vide, la coque 10 est maintenue au-dessus du niveau de la mer. La plate-forme est ainsi acheminée jusqu'à son lieu d'installation.
Lors de son transport, les rebords latéraux 22 formant bouclier protègent de la houle, la coque équipée des instruments d'exploitation.
Les boucliers 22 constituent des francs-bords de protection ayant une hauteur d'environ 11 mètres au-dessus du niveau de la mer, le réservoir étant enfoncé dans l'eau sur une profondeur d'environ 7 m.
Une fois arrivée sur le lieu d'exploitation de la plate-forme, la vanne 26 prévue dans la partie inférieure du réservoir 14 est ouverte. Ainsi, sous l'action du poids total de la plate-forme, celle-ci s'enfonce progressivement dans l'eau au fur et à mesure que le réservoir 14 se remplit.
Le réservoir 14 étant dépourvu d'ouverture dans sa partie supérieure, l'air contenu initialement dans celui-ci se comprime dans une ou plusieurs bulles d'air 30 confinées dans les parties supérieures du réservoir 14. En particulier, l'air se comprime à l'intérieur des rebords 22 constituant des cavités en cloche.
Lorsque la pression dans les bulles d'air 30 est égale à la pression de l'eau dans le réservoir, la plate-forme se trouve dans une position d'équilibre, comme représenté sur la figure 3. Dans cette position, la hauteur des bulles d'air 30 est notée B3. Cette hauteur correspond à la distance séparant la paroi supérieure des rebords 22 du niveau de liquide dans le réservoir 14. Pour une telle hauteur B3 des bulles d'air, le volume d'air emprisonné dans le réservoir 14 est d'environ 33000 m3.
Dans cette position d'équilibre, la plate-forme s'étant enfoncée dans l'eau, la coque 10 est partiellement immergée. Elle participe ainsi à la flottaison de l'ensemble de la plate-forme. En particulier, dans l'exemple considéré, la coque 10 est immergée sur une profondeur notée C3 d'environ 5 m.
Dans cette position, l'effort appliqué sur les mécanismes de levage correspond à une poussée des jambes vers le haut sous l'action de la poussée d'Archimède s'appliquant sur le réservoir 14. Cet état correspond au point noté A3 sur la figure 8, où l'effort est négatif.
Alors que la plate-forme est dans cette position, on procède à l'injection d'air comprimé à l'intérieur du réservoir 14.
Ainsi, la poussée exercée par le réservoir 14 par l'intermédiaire des jambes sur les mécanismes de levage 18 s'accroít et correspond à un état représenté par le point A3' sur la figure 8.
Dans cette position, la hauteur de la bulle d'air B3 est accrue et la profondeur d'immersion C3 de la coque 10 est diminuée en conséquence.
Le volume d'air dans le réservoir est alors par exemple de 55000 m3.
A partir de cette position, la vanne 26 étant maintenue ouverte et on exerce, grâce au mécanisme de levage 18, un effort sur les jambes 12 tendant à provoquer l'enfoncement du réservoir 14.
Au cours de cet enfoncement, la partie supérieure des rebords 22 franchit la surface de l'eau, de sorte que tout le réservoir 14 est immergé, comme représenté sur la figure 4. Dans cette position, la hauteur B4 des bulles d'air 30 est réduite en conséquence. De même, la profondeur d'immersion C4 de la coque 10 est réduite. Cette dernière est alors par exemple d'environ 1 m. Pour la profondeur considérée du réservoir 14, l'effort appliqué par les moyens de levage 18 correspond au point A4 de la figure 8.
La descente du réservoir 14 est effectuée suffisamment lentement afin de garantir un équilibrage des pressions entre l'extérieur et l'intérieur du réservoir 14, suite à l'entrée d'eau à l'intérieur du réservoir 14 au travers de la vanne 26. En particulier des pauses sont opérées à intervalles réguliers lors de la descente.
L'effort appliqué par les moyens de levage 18 sur les jambes 12 en vue de la descente du réservoir 14 se poursuit comme représenté sur la figure 5. Ainsi, au fur et à mesure de l'enfoncement du réservoir 14, la hauteur B5 des bulles d'air 30 prisonnières dans le réservoir 14 diminue. Dans le même temps, la hauteur d'immersion de la coque 10, notée C5, s'accroít.
Sur la figure 8, cette phase initiale de descente du réservoir 14 correspond au tronçon de courbe notée A5. Comme représenté sur cette figure, au fur et à mesure de l'enfoncement du réservoir 14, l'effort appliqué par les mécanismes de levage diminue en valeur absolue. En effet, du fait de l'augmentation de la pression hydrostatique de l'eau avec la profondeur, le volume d'air contenu dans les bulles d'air 30 diminue, réduisant ainsi la flottabilité du réservoir 14.
Pour une profondeur d'immersion donnée, notée Pi, qui dans l'exemple considéré est sensiblement égale à 40 m, l'effort appliqué sur les mécanismes de levage s'annule.
Pour des profondeurs supérieures à cette profondeur d'immersion Pi, les bulles d'air 30 confinées dans le réservoir 14 sont insuffisantes pour assurer la flottabilité de celui-ci. Aussi, le réservoir 14 exerce une traction sur les jambes 12. Cette dernière se répercute sur les mécanismes de levage 18 qui sont alors soumis à un effort positif, comme représenté sur la figure 8 par le tronçon de courbe A6.
Cette phase ultérieure de descente du réservoir 14 correspond à la phase représentée sur la figure 6, où la hauteur B6 des bulles d'air est réduite. De plus, les jambes 12 exerçant une traction sur la coque 10, la profondeur d'immersion, notée C6, de celle-ci s'accroít. Elle est alors par exemple de l'ordre de 7 m, lorsque le réservoir 14 est au voisinage immédiat du sol.
Pendant toute la phase correspondant au tronçon de courbe A6, la coque 10 retient le réservoir 14 pour éviter une descente trop rapide de celui-ci. En particulier, les mécanismes de levage 18 sont libérés suffisamment lentement pour permettre un équilibrage des pressions entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir 14.
Enfin, après que le réservoir 14 est posé sur le fond par l'intermédiaire des semelles 16, la coque 10 est relevée au-dessus du niveau de la mer. L'air contenu dans le réservoir est extrait par exemple au travers de la canalisation verticale installée dans les membrures des jambes.
L'effort exercé sur les moyens de levage correspond alors au point A7 de la figure 8. Dans cette position, les jambes 12 sont verrouillées directement sur la coque, évitant des contraintes prolongées sur les mécanismes de levage 18.
Après mise en place de la plate-forme, comme indiqué précédemment, l'enceinte formée par le réservoir 14 est utilisé pour le stockage du pétrole extrait par la plate-forme.
On comprend qu'au cours de toute la descente du réservoir 14, les pressions à l'intérieur et à l'extérieur de celui-ci sont sensiblement constamment égales, ce qui évite l'application de contraintes élevées sur les parois du réservoir. Ainsi, celles-ci peuvent être réalisées avec des tôles de relativement faible épaisseur.
Afin de procéder au déplacement de la plate-forme pétrolière, il convient de ramener celle-ci dans sa position de transport représentée sur la figure 2.
A cet effet, les étapes mises en oeuvre pour la descente du réservoir 14 sont reproduites en sens inverse.
En particulier, on injecte d'abord une bulle d'air d'une hauteur B7 à l'intérieur du réservoir.
On exerce ensuite une traction sur les jambes 12 par l'intermédiaire des mécanismes de levage 18. Cette traction est exercée jusqu'à ce que le réservoir 14 atteigne la profondeur d'inversion Pi.
Ensuite, le réservoir 14 a tendance à remonter de lui-même à la surface. Pour limiter sa vitesse de remontée, les mécanismes de levage 18 exercent une poussée sur les jambes 12 afin qu'elles sollicitent le réservoir vers le bas. Dans cette configuration, la coque 10 pèse sur le réservoir.
Ainsi, la vitesse de remontée peut être réduite, de sorte qu'à tout instant la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir soit sensiblement nulle.
Le respect de paliers de décompression permet une circulation satisfaisante de l'eau au travers de la vanne 26, afin que la pression dans le réservoir 14 soit égale à la pression hydrostatique à la profondeur d'immersion du réservoir.
Ainsi, en toute circonstance, tant pendant l'installation, que l'exploitation ou le démantèlement, le réservoir est en équipression.
De plus, avec une plate-forme telle que décrite ici, l'effort appliqué sur les mécanismes de levage est relativement réduit pour l'installation d'un réservoir de grande capacité.
En outre, lors de la descente et de la remontée du réservoir, celui-ci exerce une fonction de stabilisation de la coque flottant sur l'eau.
Lors de la fabrication, la forme particulière du réservoir permet à celui-ci de jouer le rôle d'un dock flottant, ce qui rend possible la fabrication de la coque et des jambes directement sur le réservoir en flottaison.
Dans certaines conditions particulièrement difficiles, notamment lorsque le fond marin est meuble, il existe un risque de collage de la partie inférieure de l'embase 14 sur le fond.
Dans ce cas, avant de procéder à la remontée du réservoir 14, on libère les moyens de retenue solidarisant le réservoir 14 à au moins certaines semelles 16. Cette libération peut être faite par exemple par un plongeur. Ainsi, certaines semelles 16 restent sur le fond permettant la remontée du réservoir 14.
En effet, du fait de l'épaisseur des semelles 16, lorsque l'embase 17 est posée sur le fond, la région centrale du réservoir 14 est espacée du fond par un intervalle I (figure 7) d'une hauteur d'environ 2 m. Ainsi, la surface inférieure du réservoir 14 n'est pas solidement maintenu contre le fond par collage et il est alors possible de remonter celui-ci.
De tels semelles peuvent être utilisées pour tout type de réservoir ou d'élément immergé destiné à venir reposer sur le fond marin puis à être remonté en surface.

Claims (19)

  1. Plate-forme auto-élévatrice comportant des jambes porteuses, une coque supérieure flottante (10) montée déplaçable suivant la longueur des jambes porteuses (12), des moyens mécaniques (18) de déplacement des jambes (12) par rapport à la coque (10), et un réservoir de stockage (14) immergeable, destiné à reposer sur le fond, dans laquelle le réservoir (14) comporte une ouverture inférieure (26) permettant la mise en contact de l'intérieur du réservoir (14) avec le milieu marin de façon à ce que les pressions à l'intérieur et à l'extérieur du réservoir soient sensiblement constamment égales, lequel réservoir définit une cavité en cloche de confinement d'une bulle d'air (30) dans sa partie supérieure, et le réservoir (14) est lié à l'extrémité inférieure des jambes (12) pour assurer son déplacement par rapport à la coque (10) à partir desdits moyens mécaniques (18) de déplacement des jambes, les moyens mécaniques (18) étant adaptés pour appliquer sur les jambes d'une part un effort tendant à provoquer l'enfoncement du réservoir (14) et d'autre part un effort inverse tendant à provoquer la remontée du réservoir (14).
  2. Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (27, 27A) d'injection de gaz sous pression dans le réservoir (14).
  3. Plate-forme selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le réservoir (14) comporte une base (20A) dont la surface est au moins égale à la surface de la coque (10) et au moins un bouclier supérieur (22) bordant partiellement la base (20A) et s'étendant le long de ladite coque (10) lorsque celle-ci est au voisinage immédiat de la base (20A).
  4. Plate-forme selon la revendication 3, caractérisée en ce que le ou chaque bouclier (22) est formé par une partie du réservoir (14).
  5. Plate-forme selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le réservoir (14) est de forme sensiblement polygonale, notamment triangulaire ou rectangulaire, et en ce que des boucliers (22) s'étendent suivant l'essentiel de la longueur d'au moins deux côtés du réservoir (14).
  6. Plate-forme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture inférieure du réservoir est munie d'une vanne (26).
  7. Plate-forme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une semelle (16) d'appui sur le fond, la ou chaque semelle (16) étant solidarisée à la face inférieure du réservoir (14) par des moyens de retenue, libérables, lorsque l'embase (17) est en appui sur le fond, afin de permettre la remontée du réservoir (14) dépourvu d'au moins une semelle (16).
  8. Plate-forme suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la surface inférieure de la structure porteuse (14) recouverte par la ou chaque semelle (16) est inférieure à la moitié de la surface inférieure totale de la structure porteuse (14).
  9. Plate-forme suivant la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que la ou chaque semelle (16) est disposée au voisinage du contour extérieur du réservoir (14), laissant libre la région centrale du réservoir (14).
  10. Plate-forme suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la hauteur de la ou chaque semelle (16) est adaptée pour maintenir un intervalle libre (I) entre le fond marin et la région de la face inférieure du réservoir (14) dépourvue de semelle.
  11. Plate-forme suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que les moyens de retenue libérales comportent un verrou mécanique.
  12. Procédé de mise en place d'un réservoir immergé (14) d'une plate-forme auto-élévatrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, le réservoir (14) étant initialement immédiatement au-dessous de la coque (10), laquelle coque (10) flotte à la surface de l'eau,
    caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes :
    a) - le réservoir (14) est mis en communication avec le milieu marin par son ouverture inférieure (26), de sorte qu'un équilibre de pression s'établit entre la bulle d'air (30) et l'eau, le réservoir (14) étant initialement sollicité uniquement par son propre poids,
    b) - on abaisse progressivement les jambes (12) par rapport à la coque (10) maintenue constamment en flottaison, en permettant l'entrée progressive d'eau dans le réservoir (14) par l'ouverture inférieure (26), maintenant ainsi la pression dans le réservoir (14), sensiblement égale à la pression hydrostatique à la profondeur du réservoir, l'abaissement progressif des jambes (12) s'effectuant d'abord par application sur les jambes, à partir des moyens mécaniques (18), d'un effort tendant à provoquer l'enfoncement du réservoir (14) puis par application sur les jambes, à partir des moyens mécaniques (18), d'un effort tendant à provoquer la remontée du réservoir (14), et
    c) - après application du réservoir (14) sur le fond, on hisse la coque au-dessus du niveau de l'eau par déplacement de la coque par rapport aux jambes.
  13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que, avant l'étape b) d'abaissement des jambes, un gaz est injecté dans le réservoir (14).
  14. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le volume de la bulle d'air (30) est adapté afin que, lors de l'étape b) d'abaissement des jambes, pendant une phase initiale, les moyens de déplacement (18) sollicitent les jambes (12) vers le bas et, lors d'une phase ultérieure, les moyens de déplacement (18) retiennent la descente des jambes (12) entraínées par le réservoir (14).
  15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que, lors de l'étape b) d'abaissement des jambes (12), on observe des pauses permettant un équilibrage des pressions entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir (14) par entrée d'eau dans celui-ci.
  16. Procédé de relevage d'un réservoir immergé (14) d'une plate-forme auto-élévatrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, le réservoir (14) étant initialement posé sur le fond, la coque (10) flottant à la surface de l'eau, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
    a) - le réservoir (14) est mis en communication avec le milieu marin par son ouverture inférieure (26) ;
    b) - on emprisonne une bulle d'air (30) à l'intérieur du réservoir (14), la pression de la bulle d'air (30) étant égale à la pression hydrostatique à la profondeur du réservoir (14) ;
    c) - on relève progressivement les jambes (12) par rapport à la coque (10) maintenue constamment en flottaison, en permettant la sortie progressive de l'eau, maintenant ainsi la pression dans le réservoir (14), sensiblement égale à la pression hydrostatique à la profondeur du réservoir (14), le relevage progressif des jambes (12) s'effectuant d'abord par application sur les jambes, à partir des moyens mécaniques (18), d'un effort tendant à provoquer la remontée du réservoir (14), puis par application sur les jambes, à partir des moyens mécaniques (18), d'un effort tendant à provoquer l'enfoncement du réservoir (14).
  17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que, avant l'étape c) de relevage des jambes, un gaz est injecté dans le réservoir (14).
  18. Procédé selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce que le volume de la bulle d'air (30) est adapté afin que, lors de l'étape c) de relevage des jambes, pendant une phase initiale, les moyens de déplacement (18) sollicitent les jambes (12) vers le haut et, lors d'une phase ultérieure, les moyens de déplacement (18) retiennent la remontée des jambes (12) poussées par le réservoir (14).
  19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que, lors de l'étape c) de relevage des jambes (12), on observe des pauses permettant un équilibrage des pressions entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir (14) par sortie d'eau dans celui-ci.
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