EP2252501A2 - Support flottant equipe de touret comprenant des paliers de roulement hors d'eau - Google Patents

Support flottant equipe de touret comprenant des paliers de roulement hors d'eau

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EP2252501A2
EP2252501A2 EP09728404A EP09728404A EP2252501A2 EP 2252501 A2 EP2252501 A2 EP 2252501A2 EP 09728404 A EP09728404 A EP 09728404A EP 09728404 A EP09728404 A EP 09728404A EP 2252501 A2 EP2252501 A2 EP 2252501A2
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EP
European Patent Office
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floating support
tubular
bearing
buoy
drum
Prior art date
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EP09728404A
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German (de)
English (en)
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EP2252501B1 (fr
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Michel Baylot
Jean-Paul Denise
Thomas Marty
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Saipem SA
Original Assignee
Saipem SA
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Publication date
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    • B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • B63B21/507—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers with mooring turrets
    • B63B21/508—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers with mooring turrets connected to submerged buoy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63B22/023—Buoys specially adapted for mooring a vessel and for transferring fluids, e.g. liquids submerged when not in use
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    • B63B22/026—Buoys specially adapted for mooring a vessel and for transferring fluids, e.g. liquids and with means to rotate the vessel around the anchored buoy

Definitions

  • Floating stand equipped with drum with bearings running out of water.
  • the present invention relates to a floating support anchored on a disconnectable drum.
  • the technical sector of the invention is more particularly the field of underwater oil production in extreme weather-ocean weather zone and more particularly in the Arctic and Antarctic, from floating supports.
  • a floating support for oil production generally includes anchoring means to remain in position despite the effects of currents, winds and waves. It also generally comprises means for drilling, storage and treatment of oil and means of unloading to removing tankers, the latter occurring at regular intervals to perform the removal of production.
  • the usual name of these floating supports or vessels is the Anglo-Saxon term “Floating Production Storage Offloading" (meaning
  • the FPSO When the ocean-weather conditions, ie swell, wind and current are important, even extreme, in the case of storms, it is preferable to anchor the FPSO at a reel, usually located at known manner in the forward third of the ship and in the axis, the ship being free to turn around said drum in the wind, the current and the swell.
  • wind, current and waves exert specific forces on the hull and the superstructures, the FPSO because of its degree of freedom of rotation around the vertical axis ZZ, coming naturally to the position of least resistance.
  • the pipes connecting the wellheads are generally connected on the underside of the drum and connected to the FPSO via a rotary joint integrated in the axis of said drum.
  • weather conditions can become extreme, such as in the North Sea, in the Gulf of Mexico or in the Arctic or Antarctic zone, the FPSO is generally disconnectable so that it can be sheltered waiting for acceptable operational conditions.
  • the present invention relates more particularly to a floating support for underwater oil production in the Arctic or Antarctic zone equipped below its hull with a disconnectable drum from which anchor lines extend to the bottom of the sea and condenses.
  • bottom-surface linkages said hull having in its longitudinal direction substantially plane and vertical side edges, and possibly with known knuckles (forward part of the ship) and, preferably, stern (aft part of the ship), inclined relative to the horizontal and preferably profiled to form a reinforced pointed bow, capable of breaking the pack ice by simple bending when said pack ice engages force under said reinforced bow.
  • the floating supports advantageously have a hull with longitudinal edges substantially vertical to give them optimum oil storage capacity, and better behavior in case of high sea. But a hull with vertical edges is particularly disadvantageous in terms of behavior. facing the pack ice.
  • floating supports are proposed which, inter alia, have curved or angled curved planks to promote ice breakage, as is the case with the known ship bow profiles with bow inclined to the horizontal.
  • a floating oil production support comprising a system for detachable docking of anchor lines at the seabed and bottom-surface connection conducts comprises, in known manner: a mooring buoy of said bottom-surface lines and connecting lines, preferably said buoy being an annular buoy, and
  • said mooring buoy being fixed below the cock of the floating support, to a rotary device comprising a tower-shaped structure called a "reel", said reel being fixed to the hull within a cavity passing through the hull of the support floating throughout its height, said drum being articulated in rotation relative to said shell by means of at least one rolling or friction bearing, preferably a rolling bearing so as to allow the rotation of said floating support around a substantially vertical axis ZZ 'of said drum and of said cavity, without causing rotation of said mooring buoy with respect to the same vertical axis ZZ', and
  • connection ducts going up within the cavity to a connection of a plurality of said ducts, said connection being integral with the floating support at the level of the floating support bridge, said connection being articulated in rotation of so as to allow the rotation of said floating support without causing the rotation of said fitting referred to as rotating joint connection.
  • the rolling bearing is either located at the level of the floating support bridge or located in the lower part in a wet zone, that is to say that the bearing is immersed, or else in combination of the two previous configurations.
  • Embodiments in which the rolling bearing is located exclusively at the bridge level are only valid for floating supports of relatively low height, in particular less than
  • the object of the present invention is to provide a new type of floating support defined above with disconnectable mooring system comprising an improved rotary drum, more particularly whose reliability and maintenance of rolling bearings implemented to make the reel rotary relative to the floating support is improved, especially simpler and less expensive to achieve and implement.
  • the present invention provides a floating oil production support comprising a disconnectable mooring system anchor lines at the bottom of the sea and bottom-surface connection lines comprising:
  • a drum extending within a cavity passing through the hull of the floating support over its entire height, said mooring buoy being fixed below the hull of the floating support to said drum, said drum cooperating with the hull within said cavity; passing through the hull of the floating support over its entire height, said reel being articulated in rotation with respect to said hull by means of at least one bearing of rolling or friction, preferably a rolling bearing so as to allow the rotation of said floating support about a substantially vertical axis ZZ 'of said drum and of said cavity, without causing rotation of said mooring buoy with respect to the same vertical axis ZZ ', and
  • connection ducts between the upper end of said first bottom-surface connection ducts and the floating support deck, going up within the cavity to a connection of a plurality of said second ducts, said coupling of the type rotary joint connection being secured to the floating support at the bridge of the floating support, said connection being articulated in rotation so as to allow the rotation of said floating support without causing rotation of said coupling.
  • said drum comprises: a sealed tubular outer structure according to the same vertical axis ZZ ', preferably having a circular section, comprising a wall sealingly assembled at the lower end of said sealed tubular structure;
  • tubular external structure containing an internal structure, preferably a tubular internal structure with a circular section coaxial with said tubular external structure, integral with the shell at its upper end,
  • said sealed external structure not being supported by said shell or fixed to said shell and, by its dimensions, floating naturally in the submerged cavity of said floating support,
  • said internal structure and external tubular structure cooperating with at least one lower bearing or friction bearing, preferably a rolling bearing allowing the rotation of said internal structure, said external structure not being rotated when said floating support is rotated around said vertical axis of the cavity and said tubular outer structure ZZ ', and
  • said lower rolling or friction bearing being situated below the surface of the water but inside said sealed external structure.
  • This arrangement of the mooring system and the rolling or friction bearing according to the present invention is particularly advantageous with respect to the prior art, since said rolling bearing is dry, and accessible from the inside of the internal structure and / or external structure without having to work in submerged conditions, both for the intervention personnel and for the equipment.
  • Rolling means for example, can thus be easily maintained, in particular lubricated regularly, which i drastically reduces friction and facilitates the rotation of the FPSO on its drum.
  • the rolling elements can be easily changed in all conditions, especially in storms and not only in calm weather.
  • said floating support comprises at least one lower rolling bearing said support interposed between the bottom wall of said tubular outer tubular structure and the lower end of said internal structure.
  • said rolling bearing is located above said bottom of the drum and below said internal structure.
  • said internal structure consists of a tubular structure of circular section at its lower end, said bearing is interposed between said bottom of the outer structure and the circular edge of the lower end circular section of said structure internal.
  • said floating support comprises: at least one lower rolling bearing, said guide bearing, interposed between the lateral internal surface of said tubular structure external and lateral external surface of said inner structure, said lower lateral guide bearing being located below the level of the surface of the water and closer to said bottom of said tubular outer structure than the upper end of said tubular outer structure , preferably near said bottom and
  • At least one upper lateral bearing said guide bearing, interposed between the lateral internal surface of the external tubular structure and the external surface of said internal structure, said bearing being located closer to the upper end of said tubular external structure than the bottom of said tubular outer structure, preferably near the upper end of the internal structure.
  • said bearing (s) is (are) constituted by rollers or rollers.
  • rollers or rollers are arranged with their axes of rotation in a substantially vertical position interposed between said internal structure and external structure in the case of said lower and upper lateral guide bearings; and, in the case of said lower support bearing, said rollers or rollers are arranged with their axis of rotation in a substantially horizontal position.
  • said guide rollers or rollers are arranged circularly around said internal structure, preferably evenly spaced in the annular space and the inner structure and outer structure, circularly, preferably regularly spaced on said bottom of the external structure arranged in a circle.
  • said tubular outer structure and internal structure comprise abutment means or respectively retaining means preventing said external structure from flowing in the event of accidental invasion of seawater inside the tubular outer structure by loss of watertightness.
  • said abutment and retaining means for retaining the external structure by said internal structure. It is understood in fact that said internal structure being retained integral with the shell resting on it at its upper end, said retaining means prevents said external structure from falling below said floating support.
  • said internal structure comprises at its upper end an upper peripheral plate through which said internal structure is made integral with the shell of said floating support, preferably said upper plate being supported at the level of a redan at the upper end of said cavity, more preferably such that said upper platen does not exceed the height of the bridge of the floating support.
  • said upper plate is in abutment at a redan at the upper end of said cavity, preferably so that the upper plate does not exceed the height of the bridge of the floating support.
  • said internal structure encloses a bearing structure, preferably in the form of a central shaft, preferably of circular section, resting on said bottom wall of said outer structure, being tubular and extending to the level of the floating support bridge.
  • said support structure now in position supporting said second conduits passing through the inner structure, and said rotary joint fitting resting over said supporting structure at the deck of the floating support.
  • said buoy comprises an upper tubular wall, preferably of circular section, delimiting a so-called chamber chamber valves when the upper edge of the tubular upper wall of the buoy is applied against the bottom wall of the drum, said valve chamber enclosing the upper ends of said first pipes passing through the bottom wall of said valve chamber, the upper ends of said first pipes being equipped with valves and / or male or female automatic connector part, supported by said bottom wall of the valve chamber, and said buoy having in the lower part an annular box constituting a float on the underside of the bottom wall of the chamber of the valves valves.
  • FIG. in section and in side view an FPSO anchored on a reel within an ice floe
  • FIG. 2 shows in section along the plane AA of Figure 1 the section of the FPSO and the drum according to the invention, without representation of said mooring buoy (1) or the rotary joint connection (3) at the level of the deck of the hull, - Figure 2A shows the sectional view of the drum subject to the thrust of Archimedes,
  • FIG. 2B represents a sectional view along BB of FIG. 2A at a lower rolling bearing
  • FIG. 2C represents the sectional view of the FPSO at the cavity receiving the drum
  • FIG. 2D shows a schematic sectional view of a drum according to the prior art
  • FIG. 3A represents in section along the plane AA of FIG. 1 the section of the FPSO, of the drum according to the invention, with the mooring system comprising the drum according to the invention, the mooring buoy supporting the lines of the anchoring as well as the flexible lines, said buoy being connected to the base of the reel, and with the rotating joint connection (3) at the level of the floating support bridge, - Figure 3B illustrates the release of the buoy to protect the FPSO.
  • FIG. 1 shows in section and in side view, a FPSO type floating vessel or support 10 anchored on a 1,2,3 disconnectable mooring system drum anchored by anchor lines 13 and connected to submarine wellheads, not shown, by flexible pipes 14 in a plunging chain configuration 14a to a subsurface float 15 supporting said hose, said float being held by a cable 15a connected to a dead body 15b at the bottom of the the sea, then said flexible pipe 14a is extended in chain configuration 14b to the bottom of the sea 40, then to said wellheads.
  • the FPSO is in cold waters in which icebergs or large, large ice sheets floating on the surface of the sea can move. 32 In extreme situations, such as storms or in the case of sea ice.
  • the lower part 1 of the mooring system commonly called “spider buoy”, that is to say “spider buoy” is in fact an annular mooring buoy 1 which can be disconnected, so known to those skilled in the art, generally at the bottom of the FPSO, which allows to release said FPSO so that it can get away.
  • the mooring buoy 1 and the first submerged lines 14 are connected to said bottom wall 2c of the drum on the underside of the bottom wall 2c by automatic connectors 7.
  • the internal buoyancy of the ring buoy mooring 1 being adjusted in such a way that said buoy stabilizes at a depth H above the seabed, corresponding for example to a distance of 100 m from the surface of the sea 32, thereby putting all the lines anchorage and hoses under cover, as shown in the same figure 1.
  • FIGS. 3A and 3B show the entire disconnectable mooring system 1, 2, 3 according to the present invention comprising a mooring annular buoy 1, said mooring buoy being fixed below the hull of the floating support, on the underside of the bottom wall 2c of the drum 2, said drum extending over the entire height of a cavity 4 passing through the hull of the support floating throughout its height, - said drum 2 being articulated in rotation relative to said shell by means of 3 rolling bearings 5i, 5 2 , 5 3 explained below, allowing the rotation of said floating support around a vertical axis ZZ 'of said drum and of said cavity without causing rotation of said mooring buoy, and - said mooring buoy for connecting the submerged upper ends of the first bottom-surface connection lines 14 with the lower ends of the seconds 14c lines up through the cavity 4 to a joint with rotating joint 3 resting at the deck 1Oi of the shell at the upper end of a central shaft of a support structure 6 supporting the sectio Ns of conduits 14 providing the connection between the bottom wall
  • the second conduits 14c pass through the bottom wall 2c of the drum from a female part 7b of automatic connector on the underside of the bottom wall 2c at the lower end of the second pipes.
  • These female connector parts 7b of automatic connector cooperate with male portions 7a of automatic connector at the upper end of the first conduits 14 supported and moored to the ite buoy 1, thus allowing the connection of the first and second lines.
  • the upper part of the mooring buoy 1 is constituted by an upper tubular wall la, preferably of circular section, delimiting a chamber 30 enclosing the upper ends of the first conduits 14 passing through the bottom 30a of the chamber 30, said upper ends of the first lines 14 and lower ends of the second lines 14c being equipped with valves 8a and 8b respectively and male part 7a and female part 7b of automatic connectors 7.
  • An O-ring is applied on the upper edge Ib constituting the edge of the upper tubular wall 1a of the mooring buoy 1.
  • valves 8a and male parts 7a of automatic connectors 7 at the upper end of the first conduits 14 are supported by the bottom 30a of the valve chamber 30.
  • valves 8b and female portions 7b of automatic connectors 7 at the lower end of the second conduits 14c are supported by the bottom wall 2c of the drum.
  • the mooring buoy 1 comprises a lower portion Ic forming an annular box constituting a float on the underside of the bottom wall 30a of the valve chamber 30.
  • the rotary joint connection 3 is articulated freely in rotation, so as to allow the rotation of said floating support without causing the rotation of said coupling and the pipes which are connected to it at the level of the floating support.
  • FIG. 2 shows in section and in side view the cross section of the FPSO along the plane AA of FIG. 1.
  • the drum 2 is installed in a cavity 4, preferably circular, vertically traversing the FPSO 10 over its entire length. height, from the bridge 1Oi to the bottom of its hull.
  • the upper part of the cavity 4 has a redan 10a at the upper part 2ai of the drum. Seawater is present inside said cavity 4 of the FPSO and the drum naturally floats in said cavity because the buoyancy is exerted on an external structure 2b of the drum 2.
  • guide and support bearings consisting of rollers in contact, on one side with the outer structure 2b, and on the other with the internal structure 2a, but it will be advantageous to use casters rotating about an axis, said casters being in direct contact with one of the structures, for example the external structure 2b, the support of the axis of said caster being integral with the opposite structure, therefore of the internal structure 2a .
  • Figure 2A is shown in section and in side view the operation of the drum subject to thrust Archimedes, and for clarity in the explanations, the hull of the FPSO has been removed.
  • the drum 2 consists of: an internal structure 2a integral with the FPSO, comprising at its upper end a peripheral plate 2ai cooperating in support and in solidarity with the FPSO, in particular by welding and / or screwing, preferably at the bridge of said FPSO, more particularly at a redan 10a of said FPSO.
  • the internal structure 2a is a tubular structure, preferably substantially circular, extending substantially over the entire height of the drum, and
  • a sealed tubular outer structure 2b preferably substantially circular, coaxial with the tubular internal structure 2a and having a bottom 2c sealingly connected to said outer structure 2b, said bottom being penetrated in a sealed manner by a plurality of conduits 14 .
  • the internal structure may be a perforated structure consisting of an assembly of beams.
  • the mooring system at the level of the drum has 3 rolling spans, namely:
  • Said bearings 5i, 5 2 , 5 3 are friction bearings or rolling bearings, preferably rolling bearings. It may be more particularly rollers interposed between the inner structure 2a and the outer structure 2b, and possibly supported by the inner face of the outer structure 2b or the outer face of the inner structure 2a.
  • said internal structure and said external structure have a circular section.
  • Said upper and lower lateral guide bearings 5 2 , 5 3 are disposed in the annular space between the outer and inner side surfaces of said inner structure and outer structure, preferably regularly spaced around the periphery and arranged circularly.
  • the rollers of the lower and upper lateral guide bearings 5 2 and 5 3 are more particularly arranged horizontally. In the case of the lower support bearing 5i said rollers are arranged vertically. They are advantageously supported by the edge of the internal structure at its lower end.
  • the external structure 2b Since the external structure 2b is impervious, the buoyancy of the buoyancy is exerted on the entirety of the displaced volume of water, said external structure then tends to rise towards the surface, but then comes into contact with the bottom 2c with the lower end of the tubular internal structure 2a, via a support bearing 5i.
  • the outer diameter of said outer structure 2b can exceed 25m, more particularly from 10 to 20m and its wet height is generally greater than 20m, can reach 25m or more in the case where the hull of the floating support extends over a height of 50m as in some cases.
  • the tubular internal and external tubular structures have a substantially vertical axis of rotation ZZ, thanks to the lateral guide bearings 5 2 , 5 3 which allows the FPSO to rotate freely about the same axis ZZ, whereas the ring buoy of mooring 1 secured to the external structure 2b has an orientation along said axis ZZ substantially fixed with respect to the seabed.
  • the upper lateral guide bearings 5 3 and lower 5 2 then allow a rotation of the FPSO around the substantially vertical axis ZZ with a minimum of friction and wear when the FPSO is subjected to horizontal forces due to the sea ice, the swell, wind or current.
  • a safety device is advantageously added so as to avoid the downward fall of the external structure 2c, in case, for example , invasion of the drum by the water following a valve rupture or a leak in the sealed structure of said outer structure 2b.
  • a series of stops and latches 2di-2d 2 arranged in a circular manner between said external structure and said internal structure prevents said external structure from falling down in case of invasion.
  • a stop 2di is fixed on the structure of the outer portion 2b, while the latch 2d 2 is movable in horizontal translation and disposed within the internal structure 2a below the corresponding stop 2di.
  • Said latch 2d 2 is shown in the retracted position on the left part of FIG. 2A, and in the extended position of retaining the abutment 2di on the right side of Figure 2A when the outer structure 2b has a tendency to flow.
  • a similar latch is advantageously used to block the rotation of the drum during maintenance operations.
  • FIGS. 3A and 3B show a bearing structure in the form of a central shaft with a circular section 6 resting on the bottom 2c of the outer structure 2b of the drum and serving both to support the pipes 14 passing through the cavity 4 to join the rotary joint connection 3, and supporting the rotating joint connection 3 itself at its top, substantially at the level of the floating support deck 10.
  • the invention has been described with a support bearing 5i located between the bottom of the internal structure 2a and the bottom of the sealed outer structure 2c, but according to a variant of the invention, said support bearing is located at the level of the top the sealed outer structure 2b, between the latter and the internal structure, at the underside of the peripheral plate 2ai.

Landscapes

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Abstract

La présente invention concerne un support flottant (10) de Production pétrolière comportant un système d'amarrage déconnectable (1, 2, 3) de lignes d'ancrage (13) au fond de la mer et de conduites de liaison fond-surface (14) comportant : une bouée d'amarrage (1) desdites lignes et conduites de liaison fond-surface de préférence ladite bouée étant une bouée annulaire, et caractérisé en ce que ledit touret (2) comprend : une structure externe tubulaire étanche (2b) comportant un fond (2c) assemblé de manière étanche à l'extrémité inférieure de ladite structure externe tubulaire étanche (2b), ladite structure externe tubulaire (2b) contenant une structure interne (2a) solidaire de la coque au niveau de son extrémité supérieure (2a1), lesdites structure interne et structure tubulaire externe coopérant avec au moins un palier inférieur de roulement ou de frottement, autorisant la rotation de lad ite structure interne, ladite structure externe n'étant pas entraînée en rotation lorsque ledit support flottant est entraîné en rotation autour dudit axe vertical de la cavité et de ladite structure externe tubulaire étanche ZZ', et ledit palier inférieur de roulement ou de frottement (51, 52) étant situé en dessous de la surface de l'eau mais à l'intérieur de ladite structure externe étanche.

Description

Support flottant équipé de touret comprenant des paliers de roulement hors d'eau .
La présente invention concerne un support flottant ancré sur touret déconnectable.
Le secteur technique de l'invention est plus particulièrement le domaine de la production pétrolière sous-marine en zone de conditions océano-météo extrêmes et plus particulièrement en zone arctique et antarctique, à partir de supports flottants.
Un support flottant de production pétrolière comporte en général des moyens d'ancrage pour rester en position malgré les effets des courants, des vents et de la houle. Il comporte aussi en général des moyens de forage, de stockage et de traitement du pétrole ainsi que des moyens de déchargement vers des pétroliers enleveurs, ces derniers se présentant à intervalle régulier pour effectuer l'enlèvement de la production . L'appellation usuelle de ces supports flottants ou navires est le terme anglo-saxon "Floating Production Storage Offloading" (signifiant
"moyen flottant de stockage, de production et de déchargement") dont on utilisera le terme abrégé "FPSO" dans l'ensemble de la description suivante, ou encore "FDPU" ou "Floating Drilling & Production Unit" (signifiant "moyen flottant de forage et de production"), lorsque le support flottant est aussi utilisé pour effectuer les opérations de forage avec puits dévié dans la hauteur de la tranche d'eau.
Lorsque les conditions océano-météo, c'est-à-dire la houle, le vent et le courant sont importants, voire extrêmes, dans le cas de tempêtes, on préfère ancrer le FPSO au niveau d'un touret, en général situé de manière connue dans le tiers avant du navire et dans l'axe, le navire étant libre de tourner autou r dudit touret au gré du vent, du courant et de la houle. Ainsi, vent, courant et houle exercent des efforts spécifiques sur la coque et les superstructures, le FPSO du fait de son degré de liberté de rotation autour de l'axe vertical ZZ, venant se mettre naturellement dans la position de moindre résistance. Les conduites assurant la liaison avec les têtes de puits sont connectées en générale en sous-face du touret et reliées au FPSO par l'intermédiaire d'un joint tournant intégré dans l'axe dudit touret. Lorsque les conditions météo peuvent devenir extrêmes, comme en Mer de Nord, dans le Golfe du Mexique ou dans la zone arctique ou antarctique, le FPSO est en général déconnectable de manière à pouvoir se mettre à l'abri en attente de conditions opérationnelles acceptables.
La présente invention concerne plus particulièrement un support flottant pour la production pétrolière sous marine en zone arctique ou antarctique équipé en dessous de sa coque d'un touret déconnectable à partir duquel s'étendent des lignes d'ancrages au fond de la mer et des cond uites de liaison fond-surface, ladite coque comportant dans sa direction longitudinale des bordés latéraux sensiblement plans et verticaux, et éventuellement, avec, de façon connue des proues (partie avant du navire) et, de préférence poupe (partie arrière du navire), inclinées par rapport à l'horizontale et de préférence profilées pour former une étrave en pointe renforcée, capable de briser la banquise par simple flexion lorsque ladite banquise s'engage en force sous ladite étrave renforcée.
Les supports flottants présentent avantageusement une carène avec des bordés longitudinaux sensiblement verticaux afin de leur conférer des capacités de stockage de pétrole optimales, ainsi qu'un meilleur comportement en cas de forte mer. Mais une coque à bordés verticaux est particulièrement désavantageuse au regard du comportement face à la banquise. Ainsi dans US 4, 102,288 et US 4,571, 125, il est proposé des supports flottants présentant entre autres moyens des bordés à profils incurvés ou inclinés pour favoriser le bris de glace comme c'est le cas pour les profils connus de proue de navire avec étrave inclinée par rapport à l'horizontale.
Un support flottant de production pétrolière comportant un système d'amarrage déconnectable de lignes d'ancrage au fond de la mer et de cond uites de liaison fond-surface comporte de façon connue : - une bouée d'amarrage desdites lignes et conduites de liaison fond-surface de préférence ladite bouée étant une bouée annulaire, et
- ladite bouée d'amarrage étant fixée dessous la coq ue du support flottant, à un dispositif rotatif comportant une structure en forme de tour appelé « touret », ledit touret étant fixé à la coque au sein d'une cavité traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, ledit touret étant articulé en rotation par rapport à ladite coque par l'intermédiaire d'au moins un palier de roulement ou de frottement, de préférence un palier de roulement de manière à autoriser la rotation dudit support flottant autour d'un axe sensiblement vertical ZZ' dudit touret et de ladite cavité, sans entraîner la rotation de ladite bouée d'amarrage par rapport au même axe vertical ZZ', et
- lesdites condu ites de liaison fond-surface remontant au sein de la cavité jusqu'à un raccord d'une pluralité de dites conduites, ledit raccord étant solidaire du support flottant au niveau du pont du support flottant, ledit raccord étant articulé en rotation de manière à autoriser la rotation dudit support flottant sans entraîner la rotation dudit raccord dénommé raccord à joint tournant.
Dans la technique antérieure décrite ci-dessus, le palier de roulement est, soit localisé au niveau du pont du support flottant, soit localisé en partie inférieure en zone mouillée, c'est-à-dire que le palier est immergé, soit encore en combinaison des deux configurations précédentes.
Les modes de réalisation dans lesquels le palier de roulement est localisé excl usivement au niveau du pont ne sont valables que pour les supports flottants de relativement faible hauteur, notamment inférieure à
15 m. Au-delà, pour les supports flottants notamment de 20 à 25 m de hauteur, l'effort horizontal sur le touret résultant de la rotation du support flottant crée une flexion sur la structure d u touret dans sa longueur, laquelle sollicite la résistance mécanique du palier supérieur de roulement et donc en affecte la fiabilité mécanique de fonctionnement.
D'autre part, lorsque le palier de roulement est immergé dans la partie inférieure du touret, cette immersion affecte la fiabilité de fonctionnement et la durabilité dudit palier de roulement et de surcroît crée des difficultés de réalisation des opérations de maintenance. En effet, les interventions sur site nécessitent l'emploi de plongeurs et de moyens techniques considérables, et l'on est en général conduit à effectuer ces opérations en zone protégée, tel un fjord, ou de préférence cale sèche, après déconnexion d u FPSO. Ainsi, lorsque le FPSO est destiné à rester en position pendant plusieurs décennies sans déconnexion programmée pour maintenance en cale sèche ou en site protégé, ce type de touret n'est pas adapté.
On connaît des supports du type défini ci-dessus dans GB 2291389,
EP 259072 et US 4604961.
Le but de la présente invention est de fournir un nouveau type de support flottant défini ci-dessus avec système d'amarrage déconnectable comprenant un touret rotatif amélioré, plus particulièrement dont la fiabilité et la maintenance des paliers de roulement mis en œuvre pour rendre le touret rotatif par rapport au support flottant soit amélioré, notamment plus simple et moins coûteuse à réaliser et à mettre en œuvre.
Pour ce faire, la présente invention fournit un support flottant de production pétrolière comportant un système d'amarrage déconnectable de lignes d'ancrage au fond de la mer et de conduites de liaison fond- surface comportant :
- une bouée d'amarrage desdites lignes d'ancrage et des premières cond uites de liaison fond-surface s'étendant depuis ladite bouée où elles sont amarrées jusqu'au fond de la mer de préférence ladite bouée étant une bouée annulaire, et
- un touret s'étendant au sein d'une cavité traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, ladite bouée d'amarrage étant fixée dessous la coque du support flottant audit touret, ledit touret coopérant avec la coque au sein de ladite cavité traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, ledit touret étant articulé en rotation par rapport à ladite coque par l'intermédiaire d'au moins un palier de roulement ou de frottement, de préférence un palier de roulement de manière à autoriser la rotation dudit support flottant autour d'un axe sensiblement vertical ZZ' dudit touret et de ladite cavité, sans entraîner la rotation de ladite bouée d'amarrage par rapport au même axe vertical ZZ', et
- des secondes conduites de liaison entre l'extrémité supérieure desdites premières conduites de liaison fond-surface et le pont du support flottant, remontant au sein de la cavité jusqu'à un raccord d'une pluralité de dites secondes conduites, ledit raccord du type raccord à joint tournant étant solidaire du support flottant au niveau du pont du support flottant, ledit raccord étant articulé en rotation de manière à autoriser la rotation dudit support flottant sans entraîner la rotation dudit raccord.
Selon la présente invention, ledit touret comprend : - une structure externe tubulaire étanche selon le même axe vertical ZZ', de préférence à section circulaire, comportant une paroi assemblée de manière étanche à l'extrémité inférieure de ladite structure tubulaire étanche,
- ladite structure externe tubulaire contenant une structure interne, de préférence une structure interne tubulaire à section circulaire coaxiale à ladite structure externe tubulaire, solidaire de la coque au niveau de son extrémité supérieure,
- ladite paroi de fond de la structure externe étanche étant traversée de manière étanche par une pluralité de dites condu ites traversant et supportée par ladite structure interne,
- ladite structure externe étanche n'étant pas supportée par ladite coque ni fixée à ladite coque et, de par ses dimensions, flottant naturellement dans la cavité immergée dudit support flottant,
- lesdites structure interne et structure tubulaire externe coopérant avec au moins un palier inférieur de roulement ou de frottement, de préférence un palier de roulement autorisant la rotation de ladite structure interne, ladite structure externe n'étant pas entraînée en rotation lorsque ledit support flottant est entraîné en rotation autour dudit axe vertical de la cavité et de ladite structure externe tubulaire étanche ZZ', et
- ledit palier inférieur de roulement ou de frottement étant situé en dessous de la surface de l'eau mais à l'intérieur de ladite structure externe étanche.
Cette disposition du système d'amarrage et du palier de roulement ou de frottement selon la présente invention est particulièrement avantageuse par rapport à la technique antérieure, car ledit palier de roulement étant au sec, et accessible depuis l'intérieur des structure interne et/ou structure externe sans avoir à travailler en condition immergée, aussi bien pour le personnel d'intervention que pour le matériel. Des moyens de roulement, par exemple, peuvent donc être ainsi facilement entretenus, notamment graissés régulièrement, ce qu i réduit radicalement les frottements et facilite la rotation du FPSO sur son touret. De plus, les éléments de roulement peuvent être facilement changés dans toutes conditions, notamment en cas de tempête et non pas seulement en temps calme.
Dans un mode préféré de réalisation, ledit support flottant comprend au moins un palier inférieur de roulement dit de supportage intercalé entre la paroi de fond de ladite structure externe tubulaire étanche et l'extrémité inférieure de ladite structure interne.
On comprend que ledit palier de roulement est situé dessus ledit fond du touret et au-dessous de ladite structure interne.
On comprend que lorsque ladite structure interne est constituée d'une structure tubulaire à section circulaire au niveau de son extrémité inférieure, ledit palier est intercalé entre ledit fond de la structure externe et la tranche circulaire de l'extrémité inférieure à section circulaire de ladite structure interne.
De préférence encore, ledit support flottant comporte : - au moins un palier inférieur latéral de roulement dit de guidage, intercalé entre le surface interne latérale de ladite structure tubulaire externe et la surface externe latérale de ladite structure interne, ledit palier inférieur de guidage latéral étant situé dessous le niveau de la surface de l'eau et plus proche dudit fond de ladite structure externe tubulaire que de l'extrémité supérieure de ladite structure externe tubulaire, de préférence à proximité dudit fond et
- au moins un palier supérieur latéral de roulement dit de guidage, intercalé entre la surface interne latérale de la structure tubulaire externe et la surface externe de ladite structure interne, ledit palier étant situé plus proche de l'extrémité supérieure de ladite structure externe tubulaire que du fond de ladite structure externe tubulaire, de préférence à proximité de l'extrémité supérieure de la structure interne.
Dans un mode de réalisation particulier, le(s)dit(s) palier(s) de roulement est(sont) constitué(s) par des rouleaux ou des roulettes.
On comprend que lesdits rouleaux ou roulettes sont disposés avec leurs axes de rotation en position sensiblement verticale intercalés entre lesdites structure interne et structure externe dans le cas desdits paliers inférieur et supérieur latéraux de guidage ; et, dans le cas dudit palier inférieur de supportage, lesdits rouleaux ou roulettes sont disposés avec leur axe de rotation en position sensiblement horizontale.
Plus particulièrement, lesdits rouleaux ou roulettes de guidage sont disposés circulairement autour de ladite structure interne, de préférence régulièrement espacés dans l'espace annulaire et lesd ites structure interne et structure externe, circulairement, de préférence régulièrement espacés sur ledit fond de la structure externe disposés en cercle.
Avantageusement, lesdites structure externe tubulaire et structure interne comportent des moyens de butée ou respectivement moyens de retenue empêchant ladite structure externe de couler en cas d'envahissement accidentel d'eau de mer à l'intérieur de la structure externe tubulaire par perte d'étanchéité, lesdits moyens de butée et de retenue permettant la retenue de la structure externe par ladite structure interne. On comprend en effet que ladite structure interne étant retenue solidaire de la coque en appui sur celle-ci à son extrémité supérieure, ledit moyen de retenue empêche ladite structure externe de tomber dessous ledit support flottant.
Dans un mode de réalisation particulier, ladite structure interne comporte à son extrémité supérieure une platine périphérique supérieure par l'intermédiaire de laquelle ladite structure interne est rendue solidaire de la coque dudit support flottant, de préférence ladite platine supérieure étant en appui au niveau d'un redan à l'extrémité supérieure de ladite cavité, de préférence encore de manière à ce que ladite platine supérieure ne dépasse pas en hauteur le niveau du pont du support flottant.
Plus particulièrement encore, ladite platine supérieure est en appu i au niveau d'un redan à l'extrémité supérieure de ladite cavité, de préférence de manière à ce que la platine supérieure ne dépasse pas en hauteur le niveau du pont du support flottant.
Avantageusement, ladite structure interne renferme une structure porteuse, de préférence en forme de fût central, de préférence à section circulaire, reposant sur ladite paroi de fond de ladite structure externe, étant tubulaire et s'étendant jusqu'au niveau du pont du support flottant, ladite structure porteuse maintenant en position supportant lesdites secondes conduites traversant la structure interne, et ledit raccord à joint tournant reposant par-dessus ladite structure porteuse au niveau du pont du support flottant.
Dans un mode particulier et avantageux de réalisation de l'invention, ladite bouée comprend une paroi tubulaire supérieure, de préférence à section circulaire, délimitant une chambre dite chambre des vannes lorsque le bord supérieur de la paroi supérieure tubulaire de la bouée est appliqué contre la paroi de fond du touret, ladite chambre des vannes renfermant les extrémités supérieures desdites premières conduites traversant la paroi de fond de ladite chambre des vannes, les extrémités supérieures desdites premières conduites étant équipées de vannes et/ou de partie mâle ou femelle de connecteur automatique, supportées par ladite paroi de fond de la chambre des vannes, et ladite bouée comportant en partie inférieure un caisson annulaire constituant un flotteur en sous face de la paroi de fond de la chambre des vannes.
D'autres aspects du problème ainsi que d'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lumière de la description détaillée qui va suivre, faite de manière illustrative et non limitative, en référence aux dessins sur lesquels : la figure 1 représente en coupe et en vue de côté un FPSO ancré sur touret au sein d'une banquise,
- la figure 2 représente en coupe selon le plan AA de la figure 1 la section du FPSO et du touret selon l'invention, sans représentation de ladite bouée d'amarrage (1) ni du raccord à joint tournant (3) au niveau du pont de la coque, - la figure 2A représente la vue en coupe du touret soumis à la poussée d'Archimède,
- la figure 2B représente une vue en coupe selon BB de la figure 2A au niveau d'un palier de roulement inférieur,
- la figure 2C représente la vue en coupe du FPSO au niveau de la cavité recevant le touret, la figure 2D représente une vue schématique en coupe d'u n touret selon la technique antérieure,
- la figure 3A représente en coupe selon le plan AA de la figure 1 la section du FPSO, du touret selon l'invention, avec le système d'amarrage comprenant le touret selon l'invention, la bouée d'amarrage supportant les lignes d'ancrage ainsi que les conduites flexibles, ladite bouée étant connectée à l'embase du touret, et avec le raccord à joint tournant (3) au niveau du pont du support flottant, - la figure 3B illustre le largage de la bouée d'amarrage en vue de mettre le FPSO à l'abri. Sur la figure 1 on a représenté en coupe et en vue de côté, un navire ou support flottant de type FPSO 10 ancré sur un touret système d'amarrage déconnectable 1,2,3 ancré par des lignes d'ancre 13 et relié à des têtes de puits sous-marines, non représentées, par des conduites flexibles 14 en configuration de chaînette plongeante 14a jusqu'à un flotteur 15 en subsurface supportant ledit flexible, ledit flotteur étant maintenu par un câble 15a relié à un corps mort 15b au fond de la mer, puis la dite conduite flexible 14a se prolonge en configuration de chaînette 14b jusqu'au fond de la mer 40, puis jusqu'aux dites têtes de puits. Le FPSO se trouve dans des eaux froides dans lesquelles peuvent se déplacer des icebergs ou une banquise 31 de grande surface et de forte épaisseur flottant à la surface de la mer 32. Dans certaines situations extrêmes, telles des tempêtes ou dans le cas de banquise de forte épaisseur que la proue du navire en forme de brise-glace n'est pas capable de casser lors de sa progression, il est alors nécessaire de déconnecter le FPSO pour le mettre à l'abri en attendant un retour à une situation normale. A cet effet, la partie inférieure 1 du système d'amarrage, appelée communément « spider buoy », c'est-à-dire « bouée araignée », est en fait une bouée annulaire d'amarrage 1 qui peut être déconnectée, de manière connue de l'homme de l'art, en général au niveau du fond du FPSO, ce qui permet de libérer ledit FPSO pour qu'il puisse se mettre à l'abri. Plus particulièrement, la bouée d'amarrage 1 et les premières conduites 14 immergées sont reliées à ladite paroi de fond 2c du touret en sous-face de la paroi de fond 2c par des connecteurs automatiques 7. La flottabilité interne de la bouée annulaire d'amarrage 1 étant ajustée de telle manière que ladite bouée se stabilise à une profondeur H au dessus du fond de la mer, correspondant par exemple à une distance de 100m par rapport à la surface de la mer 32, mettant ainsi l'ensemble des lignes d'ancrage et des flexibles à l'abri, comme représenté sur la même figure 1.
Sur les figures 3A et 3B, on a représente l'ensemble du système d'amarrage déconnectable 1, 2, 3 selon la présente invention comportant une bouée d'annulaire d'amarrage 1, - ladite bouée d'amarrage étant fixée en-dessous la coque du support flottant, en sous-face de la paroi de fond 2c du touret 2, ledit touret s'étendant sur toute la hauteur d'une cavité 4 traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, - ledit touret 2 étant articulé en rotation par rapport à ladite coque par l'intermédiaire de 3 paliers de roulement 5i, 52, 53 explicités ci-après, permettant la rotation dudit support flottant autour d'un axe vertical ZZ' dudit touret et de ladite cavité sans entraîner la rotation de ladite bouée d'amarrage, et - ladite bouée d'amarrage permettant la connexion des extrémités supérieures immergées des premières conduites de liaison fond-surface 14 avec les extrémités inférieures des secondes conduites 14c remontant au sein de la cavité 4 jusqu'à un raccord à joint tournant 3 reposant au niveau du pont 1Oi de la coque à l'extrémité supérieure d'un fût central d'une structure porteuse 6 supportant les sections de conduites 14 assurant la liaison entre la paroi de fond 2c du touret et le raccord à joint tournant 3.
Les secondes conduites 14c traversent la paroi de fond 2c du touret à partir d'une partie femelle 7b de connecteur automatique en sous-face de la paroi de fond 2c à l'extrémité inférieure des secondes conduites. Ces parties femelles 7b de connecteur automatique coopèrent avec des parties mâles 7a de connecteur automatique à l'extrémité supérieure des premières conduites 14 supportées et amarrées à lad ite bouée 1, permettant ainsi la liaison des première et seconde conduites.
La partie supérieure de la bouée d'amarrage 1 est constituée par une paroi tubulaire supérieure la, de préférence à section circulaire, délimitant une chambre 30 renfermant les extrémités supérieures des premières conduites 14 traversant le fond 30a de la chambre 30, lesdites extrémités supérieures des premières conduites 14 et extrémités inférieures des secondes conduites 14c étant équipées de vannes 8a et respectivement 8b et partie mâle 7a et partie femelle 7b de connecteurs automatiques 7. Un joint torique est appliqué sur le bord supérieur Ib constituant la tranche de la paroi tubulaire supérieure la de la bouée d'amarrage 1.
Les vannes 8a et parties mâles 7a de connecteurs automatiques 7 à l'extrémité supérieure des premières conduites 14 sont supportées par le fond 30a de la chambre des vanne 30.
Les vannes 8b et parties femelles 7b de connecteurs automatiques 7 à l'extrémité inférieure des secondes conduites 14c sont supportées par la paroi de fond 2c du touret.
La bouée d'amarrage 1 comporte une partie inférieure Ic formant un caisson annulaire constituant un flotteur en sous-face de la paroi de fond 30a de la chambre des vannes 30.
De façon connue, le raccord à joint tournant 3 est articulé librement en rotation, de manière à autoriser la rotation dudit support flottant sans entraîner la rotation dudit raccord et des conduites qui lui sont raccordées au niveau du support flottant.
Sur la figure 2 on a représenté en coupe et en vue de côté la section transversale du FPSO selon le plan AA de la figure 1. Le touret 2 est installé dans une cavité 4, de préférence circulaire, traversant verticalement le FPSO 10 sur toute sa hauteur, depuis le pont 1Oi jusqu'au fond de sa coque. La partie supérieure de la cavité 4 présente un redan 10a à la partie supérieure 2ai du touret. L'eau de mer est présente à l'intérieur de ladite cavité 4 du FPSO et le touret flotte naturellement dans ladite cavité car la poussée d'Archimède s'exerce sur une structure externe 2b du touret 2.
Pour la clarté des figures, on a représenté des paliers de guidage et de supportage constitués de rouleaux en contact, d'un côté avec la structure externe 2b, et de l'autre avec la structure interne 2a, mais on utilisera avantageusement des dispositifs à roulettes tournant autour d'un axe, lesdites roulettes étant en contact direct avec l'une des structure, par exemple la structure externe 2b, le support de l'axe de ladite roulette étant solidaire de la structure opposée, donc de la structure interne 2a. Sur la figure 2A on a représenté en coupe et en vue de côté le fonctionnement du touret soumis à la poussée d'Archimède, et pour plus de clarté dans les explications, la coque du FPSO a été supprimée. Le touret 2 est constitué : - d'une structure interne 2a solidaire du FPSO, comprenant à son extrémité supérieure une platine périphérique 2ai coopérant en appui et de manière solidaire avec le FPSO, notamment par soudage et/ou vissage, de préférence au niveau du pont dudit FPSO, plus particul ièrement au niveau d'un redan 10a dudit FPSO. La structure interne 2a étant une structure tubulaire, de préférence sensiblement circulaire, s'étendant sensiblement sur toute la hauteur du touret, et
- d'une structure externe tubulaire étanche 2b, de préférence sensiblement circulaire, coaxiale à la structure interne tubulaire 2a et comportant un fond 2c assemblé de manière étanche à ladite structure externe 2b, ledit fond étant traversé de manière étanche par une pluralité de conduites 14.
Sur les figures on a représenté pour plus de clarté, une seule cond uite 14 traversant le fond 2c.
La structure interne peut être une structure ajourée constituée d'un assemblage de poutrelles. Le système d'amarrage au niveau du touret comporte 3 pal iers de roulement, à savoir :
- un palier supérieur de guidage latéral 53, et
- un palier inférieur de guidage latéral 52, et
- un palier inférieur de supportage 5i.
Lesdits paliers 5i, 52, 53 sont des paliers de frottement ou de roulement, de préférence des paliers de roulement. Il peut s'agir plus particulièrement de rouleaux intercalés entre la structure interne 2a et la structure externe 2b, et éventuellement supportés par la face interne de la structure externe 2b ou la face externe de la structure interne 2a.
On comprend qu'au niveau desdits paliers au moins, ladite structure interne et ladite structure externe présentent une section circulaire. Lesdits paliers supérieur et inférieur de guidage latéral 52, 53 sont disposés dans l'espace annulaire entre les surfaces latérales externe et interne desdites structure interne et respectivement structure externe, de préférence régulièrement espacées autour de la périphérie et disposés circulairement. Les rouleaux des paliers inférieur et supérieur de guidage latéral 52 et 53 sont plus particulièrement disposés horizontalement. Dans le cas du palier inférieur de supportage 5i lesdits rouleaux sont disposés verticalement. Ils sont avantageusement supportés par la tranche de la structure interne à son extrémité inférieure.
La structure externe 2b étant étanche, la poussée d'Archimède s'exerce sur l'intégralité du volume d'eau déplacé, ladite structure externe a alors tendance à remonter vers la surface, mais elle vient alors en contact au niveau du fond 2c avec l'extrémité inférieure de la structure interne tubulaire 2a, par l'intermédiaire d'un palier de supportage 5i.
A titre d'exemple, pour installer un grand nombre de conduites, de gaz, de produits bruts, d'ombilicaux hydrauliques et de câbles électriques, par exemple 36 ou 48 conduites 14, avec tous leurs éléments de sécurité et de contrôle, tel que représenté sur la figure 5, le diamètre extérieur de ladite structure externe 2b peut dépasser 25m, plus particulièrement de 10 à 20m et sa hauteur mouillée est en général supérieure à 20m, peut atteindre 25m, voire plus dans le cas où la coque du support flottant s'étend sur une hauteur de 50m comme dans certains cas. Pour une hauteur de 20 à 25m et un diamètre de 10 à 20m de la structure externe, ceci représente une poussée d'Archimède verticale F de l'ordre de 8.000 à 12.000 tonnes. Cette force verticale considérable, dirigée vers le haut est transmise à la structure interne 2a par l'intermédiaire du palier inférieur de supportage 5i, puis à la coque du FPSO par l'intermédiaire de la platine périphérique 2ai solidaire dudit FPSO au niveau du redan la.
Les structures tubulaire interne et tubulaire externe, ont un axe de rotation commun ZZ sensiblement vertical, grâce aux paliers de guidage latéraux 52, 53 ce qui permet au FPSO de tourner librement autour du même axe ZZ, alors que la bouée annulaire d'amarrage 1 solidaire de la structure externe 2b présente une orientation selon ledit axe ZZ sensiblement fixe par rapport au fond marin.
Les paliers de guidage latéral supérieur 53 et inférieur 52 permettent alors une rotation du FPSO autour de l'axe ZZ sensiblement vertical avec un minimum de frottements et d'usure lorsque le FPSO est soumis à des efforts horizontaux dus à la banquise, la houle, le vent ou encore le courant.
Cette disposition est avantageuse par rapport à l'art antérieur, car les moyens de guidage du touret en partie inférieure du FPSO ne sont pas en contact avec l'eau de mer, mais sont au sec et sont donc accessibles depuis l'intérieur de la structure. Les pistes de roulement peuvent ainsi être entretenues et graissées régulièrement, ce qui réduit radicalement les frottements et facilite la rotation du FPSO sur son touret. De plus, les éléments unitaires de roulement peuvent être facilement changés à n'importe quel moment. On effectuera bien sûr, de préférence, ces opérations de maintenance par temps calme, en ayant cependant pris le soin bloquer provisoirement la rotation du touret par des moyens non représentés.
La poussée d'Archimède maintient ainsi naturellement en position les deux structures interne 2a et externe 2b du touret 2, mais un dispositif de sécurité est avantageusement ajouté de manière à éviter la chute vers le bas de la structure externe 2c, en cas, par exemple, d'envahissement du touret par l'eau suite à une rupture de vanne ou à une fuite dans la structure étanche de ladite structure externe 2b. A cet effet, une série de butées et loquets 2di-2d2 disposés de manière circulaire entre ladite structure externe et ladite structure interne empêche ladite structure externe de tomber vers le bas en cas d'envahissement. Par exemple, une butée 2di est fixe sur la structure de la partie externe 2b, alors que le loquet 2d2 est mobile en translation horizontale et disposé au sein de la structure interne 2a en dessous de la butée correspondante 2di. Ledit loquet 2d2 est représenté en position rétractée sur la partie gauche de la figu re 2A, et en position déployée de retenue de la butée 2di sur la partie droite de la figure 2A lorsque la structure externe 2b a tendance à couler. Un loquet similaire est avantageusement utilisé pour bloquer la rotation du touret lors des opérations de maintenance.
Lorsque le navire est fortement sollicité, soit par la banquise, soit par la houle, le vent ou le courant son système d'ancrage lié à bouée annulaire d'amarrage 1 le maintient en position. Étant donné les dimensions importantes du FPSO, les efforts de réaction de l'ancrage créent des variations de la tension horizontale H considérables, pouvant atteindre 5000 à 7500 tonnes dans le cas d'une banquise progressant perpendiculairement au bordé du FPSO, et de 1500 à 3000 tonnes en conditions extrêmes de houle, de vent et de cou rant. Ces efforts horizontaux sont transmis par la bouée annulaire d'amarrage.
Sur les figures 3A et 3B, on a représenté une structure porteuse en forme de fût central à section circulaire 6 reposant sur le fond 2c de la structure externe 2b du touret et servant à la fois pour supporter les conduites 14 traversant la cavité 4 pour rejoindre le raccord à joint tournant 3, et supportant le raccord à joint tournant 3 lui-même à son sommet, sensiblement au niveau du pont du support flottant 10.
L'invention a été décrite avec un palier de supportage 5i situé entre le bas de la structure interne 2a et le fond de la structure externe étanche 2c, mais selon une variante de l'invention, ledit palier de supportage est situé au niveau du sommet de la structure extérieure étanche 2b, entre cette dernière et la structure interne, au niveau de la sous-face de la platine périphérique 2ai.

Claims

REVENDICATIONS
1. Support flottant (10) de production pétrolière comportant un système d'amarrage déconnectable (1, 2, 3) de lignes d'ancrage (13) au fond de la mer et de conduites de liaison fond-surface (14) comportant : - une bouée d'amarrage (1) desdites lignes d'ancrage (13) et de premières conduites de liaison fond-surface (14, 14a, 14b) s'étendant depuis ladite bouée où elles sont amarrées jusqu'au fond de la mer de préférence ladite bouée étant une bouée annulaire, et
- un touret (2) s'étendant au sein d'une cavité (4) traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, ladite bouée d'amarrage étant fixée dessous la coque du support flottant audit touret (2), ledit touret coopérant avec la coque au sein de ladite cavité (4) traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, ledit touret étant articulé en rotation par rapport à ladite coque par l'intermédiaire d'au moins un palier de roulement ou de frottement (5i, 52, 53), de préférence un palier de roulement de manière à autoriser la rotation dudit support flottant autour d'un axe sensiblement vertical ZZ' dudit touret et de ladite cavité, sans entraîner la rotation de ladite bouée d'amarrage par rapport au même axe vertical ZZ', et - des secondes conduites de liaison (14c) entre l'extrémité supérieure desdites premières conduites de liaison fond-surface (14, 14a, 14b) et le pont du support flottant (10i), remontant au sein de la cavité (4) jusqu'à un raccord (3) d'une pluralité de dites secondes conduites (14c), ledit raccord (3) étant solidaire du support flottant de préférence au niveau du pont (10i) du support flottant, ledit raccord du type raccord à joint tournant étant articulé en rotation de manière à autoriser la rotation dudit support flottant sans entraîner la rotation dudit raccord, caractérisé en ce que ledit touret (2) comprend : - une structure externe tubulaire étanche (2b) selon le même axe vertical ZZ', de préférence à section circulaire, comportant une paroi de fond (2c) assemblé de manière étanche à l'extrémité inférieure de ladite structure externe tubulaire étanche (2b), - ladite structure externe tubulaire (2b) contenant une structure interne (2a), de préférence une structure interne tubulaire à section circulaire coaxiale à ladite structure externe tubulaire, ladite structure interne étant solidaire de la coque au niveau de son extrémité supérieure (23 l),
- ladite paroi de fond (2c) de la structure externe étanche (2b) étant traversé de manière étanche par une pluralité de dites conduites (14) traversant et supportée par ladite structure interne,
- ladite structure externe étanche n'étant pas supportée par ladite coque ni fixée à ladite coque et, de par ses dimensions, flottant naturellement dans la cavité immergée dudit support flottant,
- lesdites structure interne et structure tubulaire externe coopérant avec au moins un palier inférieur de roulement ou de frottement, de préférence un palier de roulement (5i, 52), autorisant la rotation de ladite structure interne, ladite structure externe n'étant pas entraînée en rotation lorsque ledit support flottant est entraîné en rotation autour dudit axe vertical de la cavité et de ladite structure externe tubulaire étanche ZZ', et
- ledit palier inférieur de roulement ou de frottement (5i, 52) étant situé en dessous de la surface de l'eau mais à l'intérieur de ladite structure externe étanche.
2. Support flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un palier inférieur de roulement (5i) dit de supportage intercalé entre la paroi de fond (2c) de ladite structure externe tubulaire étanche (2b) et l'extrémité inférieure de ladite structure interne (2a).
3. Support flottant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte :
- au moins un palier inférieur latéral de roulement dit de guidage (53) intercalé entre le surface interne latérale de ladite structure tubulaire externe (2b) et la surface externe latérale de ladite structure interne, ledit palier inférieur de guidage latéral étant situé dessous le niveau de la surface de l'eau et plus proche de ladite paroi de fond (2c) de ladite structure externe tubulaire que de l'extrémité supérieure de ladite structure externe tubulaire, et
- au moins un palier supérieur latéral de roulement dit de guidage
(52), intercalé entre la surface interne latérale de la structure tubulaire externe et la surface externe de ladite structure interne, ledit palier étant situé plus proche de l'extrémité supérieure de ladite structure externe tubulaire que du fond de ladite structure externe tubulaire.
4. Support flottant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le(s)dit(s) palier(s) de roulement est(sont) constitué(s) par des rouleaux ou des roulettes.
5. Support flottant selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits rouleaux ou roulettes sont disposés circulairement autour de ladite structure interne, de préférence régulièrement espacés dans l'espace annulaire et lesdites structure interne et structure externe.
6. Support flottant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites structure externe tubulaire (2b) et structure interne (2a) comportent des moyens de butée (2di) ou respectivement moyens de retenue (2d2) empêchant ladite structure externe de couler en cas d'envahissement accidentel d'eau de mer à l'intérieur de la structure externe tubulaire (2b) par perte d'étanchéité, lesdits moyens de butée et de retenue permettant la retenue de la structure externe par ladite structure interne.
7. Support flottant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite structure interne (2a) comporte à son extrémité supérieure une platine périphérique supérieure (2ai) par l'intermédiaire de laquelle ladite structure interne est rendue solidaire de la coque dudit support flottant.
8. Support flottant selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite platine supérieure (2ai) est en appui au niveau d'un redan (10a) à l'extrémité supérieure de ladite cavité (4), de préférence de manière à ce que ladite platine supérieure (2ai) ne dépasse pas en hauteur le niveau du pont (10i) du support flottant.
9. Support flottant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite structure interne (2a) renferme une structure porteuse (6), de préférence en forme de fût central, de préférence à section circulaire, reposant sur la paroi de fond (2c) de ladite structure externe tubulaire (2b) et s'étendant jusqu'au niveau du pont (10i) du support flottant, ladite structure porteuse maintenant en position supportant lesdites secondes conduites (14) traversant la structure interne, et de préférence ledit raccord à joint tournant (3) reposant par-dessus ladite structure porteuse au niveau du pont (10i) du support flottant.
10. Support flottant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite bouée comprend une paroi tubulaire supérieure (la), de préférence à section circulaire, délimitant une chambre (30) dite chambre des vannes lorsque le bord supérieur (Ib) de la paroi supérieure tubulaire (la) de la bouée est appliqué contre la paroi de fond (2c) du touret, ladite chambre des vannes (30) renfermant les extrémités supérieures desdites premières conduites (14) traversant la paroi de fond (30a) de ladite chambre des vannes, les extrémités supérieures desdites premières conduites (14) étant équipées de vannes (8) et/ou de partie mâle ou femelle (7a, 7b) de connecteur automatique, supportées par ladite paroi de fond (30a) de la chambre des vannes (30), et ladite bouée comportant en partie inférieure un caisson annulaire (Ic) constituant un flotteur en sous face de la paroi de fond (30a) de la chambre des vannes.
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