FR2463847A1 - Underwater structure - has base and buoyant tower connected by universal joint and sealed flexible tunnels - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne des structures sous-marines utilisables dans l'exploitation de gisements miniers situés au niveau ou, au-dessous du niveau des fonds de la mer ou d'un lac. The present invention relates to underwater structures usable in the exploitation of mineral deposits located at or below the level of the seabed or a lake.
Cette demande se réfère en particulier à des structures sous-marines destinées à l'exploitation du pétrole dans des champs pétrolifères, situés dans une mer de profondeur quelconque. On notera cependant que l'invention est également applicable à une quelconque structure sous-marine à laquelle le personnel doit accéder, soit pendant la construction, soit pendant l'exploitation. This request refers in particular to underwater structures intended for the exploitation of oil in oil fields, located in any sea of any depth. Note, however, that the invention is also applicable to any underwater structure to which personnel must have access, either during construction or during operation.
Lorsque l'on capte du pétrole en des endroits ou l'eau est relativement peu profonds, il est possible d'installer une lourde unité de base sur le fond de la mer et d'ériger par-dessus, une tour effectivement rigide qui s'élève jusqu'à la surface de l'eau. Dans ce cas, le pétrole est acheminé sans aucun traitement, par l'intermédiaire de l'unité de base servant éventuellement d'unité de stockage, le long de la tour Jusqu'à la surface. Si la structure est à proximité de la cote, des oléoducs rigides peuvent relier la structure à la côte, ou bien on peut prévoir, en haut de la tour, une ou plusieurs estacades articulées pour le chargement des pétroliers en mer.Une plate-forme assurant le traitement du pétrole et comprenant des installations de logement pour le personnel peut également être construite en prolongement de la tour, au-dessus de la surface normale de l'eau, en tenant compte de la hauteur maximale des vagues et des fluctuations des marées. When oil is captured in places where the water is relatively shallow, it is possible to install a heavy base unit on the bottom of the sea and erect over it, an effectively rigid tower which s rises to the surface of the water. In this case, the oil is transported without any treatment, via the base unit possibly serving as a storage unit, along the tower to the surface. If the structure is close to the coast, rigid pipelines can connect the structure to the coast, or we can provide, at the top of the tower, one or more articulated booms for loading oil tankers at sea. providing oil processing and including staff accommodation facilities can also be built as an extension of the tower, above the normal surface of the water, taking into account the maximum wave height and tidal fluctuations .
Le développement de ce type de structure d'exploitation a cependant été empêché lorsque l'eau atteignait des profondeurs de 200 mètres ou davantage. En effet, le coût des structures et les difficultés pratiques présentées par le montage et l'exploi- tation des structures augmentent tellement dans ce cas qu'il a fallu recouvrir à d'autres procédés d'exploitation en mer. The development of this type of operating structure was, however, prevented when the water reached depths of 200 meters or more. In fact, the cost of the structures and the practical difficulties presented by the erection and operation of the structures increase so much in this case that it was necessary to cover other methods of exploitation at sea.
Un procédé particulier, actuellement en usage dans les exploitations en eau profonde, suppose l'emploi d'une plate-forme flottante amarrée, à laquelle sont reliés ou bien un oléoduc fixe de liaison à la côte ou bien un quai de chargement articulé flottant. Dans ce cas, le pétrole n'est généralement pas traité au niveau du fond marin, avant d'être amené à la surface et 1' installation d'une colonne montante à haute pression et de Joints souples à haute pression pose de sérieux problèmes. A particular process, currently in use in deep water operations, involves the use of a moored floating platform, to which are connected either a fixed pipeline connecting to the coast or a floating articulated loading dock. In this case, the oil is generally not treated at sea level before being brought to the surface and the installation of a high pressure riser and high pressure flexible joints poses serious problems.
Des études ont montré qu'un système complet d'exploitation sous-marine fonctionnant sous une pression d'une atmosphère environ était possible et économiquement viable pour des applications en eaux profondes, mais en général, ce système imposerait d'utiliser des véhicules navettes submersibles pour le montage et la maintenance des installations sous-marines. Bien que la technologie de ces véhicules navettes submersibles soit bien développée, ces derniers imposent de sévères limitations aux dimensions et au poids des équipements qui peuvent être transportés, ainsi qu'à la fréquence de ces transports et demandent un personnel spécial, capable d'utiliser une telle structure. Studies have shown that a complete subsea operating system operating at a pressure of about one atmosphere is possible and economically viable for deep water applications, but in general this system would require the use of submersible shuttle vehicles for mounting and maintenance of subsea installations. Although the technology of these submersible shuttle vehicles is well developed, they impose severe limitations on the size and weight of the equipment that can be transported, as well as on the frequency of these transportations and require special personnel, capable of using such a structure.
Un objet de l'invention consiste donc à proposer une structure sous-marine convenant particulièrement bien aux installations en eaux profondes et à laquelle il soit relativement simple d'accéder. An object of the invention therefore consists in proposing an underwater structure which is particularly suitable for installations in deep waters and to which it is relatively simple to access.
Selon l'invention, on propose une structure sous-marine à utiliser dans l'exploitation des gisements miniers situés au niveau ou au-dessous du niveau du fond marin ou du fond d'un lac, cette structure comprenant : - une unité de base capable de reposer sur le fond de la mer ou sur le fond d'un lac, et à laquelle le personnel doit avoir accès - d'une tour creuse, fixée à une extrémité à l'unité de base qui s'élève à partir de cette unité jusqu'à une hauteur suffisante pour que le haut de la tour atteigne sensiblement la surface de l'eau lorsque l'unité de base repose sur le fond de la mer et des dispositifs permettant à la tour de flotter en position sensiblement verticale lorsqu'elle est reliée à l'unité de base et que cette unité de base repose sur le fond de la mer ; dans cette structure, la tour est fixée à l'unité de base par un ;joint articulé et des dispositifs permettent au personnel d'accéder à l'unité de base à partir de l'intérieur de la tour. According to the invention, an underwater structure is proposed for use in the exploitation of mining deposits located at or below the level of the seabed or the bottom of a lake, this structure comprising: - a base unit capable of resting on the bottom of the sea or on the bottom of a lake, and to which personnel must have access - a hollow tower, fixed at one end to the base unit which rises from this unit to a height sufficient for the top of the tower to substantially reach the surface of the water when the base unit rests on the sea floor and devices allowing the tower to float in a substantially vertical position when 'it is connected to the base unit and that this base unit rests on the bottom of the sea; in this structure, the tower is fixed to the base unit by an articulated joint and devices allow personnel to access the base unit from inside the tower.
Dans une forme de réalisation, le Joint articulé est un Joint' à la cardan et l'accès à l'unité de base se fait par l'intermédiaire d'un unique tunnel étanche et souple, placé dans l'axe du Joint. Dans une autre variante de réalisation, le joint est un joint universel et le moyen d'accès est constitué d'un au moins (et par exemple de 6 ou 8) tunnels étanches et souples, adJacents au Joint. In one embodiment, the articulated joint is a universal joint and access to the base unit is via a single sealed and flexible tunnel, placed in the axis of the joint. In another alternative embodiment, the joint is a universal joint and the access means consists of at least one (and for example 6 or 8) tight and flexible tunnels, adjoining the joint.
On peut facilement obtenir la souplesse des tunnels d'accès en incorporant à ces tunnels-au moins un élément de soufflet du type utilisé normalement dans les Joints de dilatation des tuyauteries. On peut trouver couramment des éléments de soufflets métalliques capables de supporter des pressions diffé 2 rentielles d'environ 206,7 TJ/cm2 et dont l'utilisation est par conséquent satisfaisante Jusqu a une profondeur marine d'environ 207 mètres. On peut construire des éléments de soufflets capables de supporter des pressions différentielles encore plus grandes mais leur souplesse et leurs diamètres intérieurs sont limités par les matériaux utilisés.Chaque élément de soufflet est généralement étudié pour supporter des déplacements oscillants atteignant environ 50 et lorsque des oscillations plus grandes sont à prévoir, on peut installer deux ou même trois éléments de ce type, en série, sur la longueur des tunnels. Be fait que la pression de l'eau soit régulièrement appliquée sur les surfaces extérieures de chaque élément de soufflet signifie que l'élément est capable de résister au "tortillement" et que sa robustesse s'en trouve renforcée. The flexibility of the access tunnels can easily be obtained by incorporating into these tunnels at least one bellows element of the type normally used in the expansion joints of the pipes. One can commonly find metal bellows elements capable of withstanding differential pressures of about 206.7 TJ / cm2 and the use of which is therefore satisfactory Up to a sea depth of about 207 meters. Bellows elements can be built capable of withstanding even greater differential pressures but their flexibility and their internal diameters are limited by the materials used. Each bellows element is generally studied to support oscillating displacements reaching approximately 50 and when more oscillations large are expected, we can install two or even three elements of this type, in series, along the length of the tunnels. The fact that water pressure is regularly applied to the exterior surfaces of each bellows element means that the element is capable of withstanding "wiggling" and that its robustness is thereby reinforced.
Par mesure de sécurité, chaque élément de soufflet comprend de préférence plusieurs parois de façon à ce que si l'une des parois se détériore, la ou les parois restantes puissent continuer à se comporter de façon satisfaisante. Comme mesure supplémentaires de sécurité, un fluide sous pression, par exemple une huile végétable, peut remplir l'espace séparant les deux parois les plus extérieures, et la pression de ce fluide peut être surveillée. Premièrement, une quelconque fuite de fluide due à certaines détériorations de l'étanchéité d'un élément de Joint peut être immédiatement décelée et deuxièmement, en pressurisant le fluide, la pression différentielle appliquée à la paroi la plus extérieure des éléments de soufflets peut être sensiblement réduite et la durée d'utilisation de l'élément prolongée. A titre de variante, ces espaces pourraient être laissés vides et la pression correspondante surveillée. As a safety measure, each bellows element preferably comprises several walls so that if one of the walls deteriorates, the remaining wall or walls can continue to behave satisfactorily. As an additional safety measure, a pressurized fluid, for example vegetable oil, can fill the space between the two outermost walls, and the pressure of this fluid can be monitored. Firstly, any leakage of fluid due to certain deteriorations in the sealing of a seal element can be immediately detected and secondly, by pressurizing the fluid, the differential pressure applied to the outermost wall of the bellows elements can be substantially reduced and the duration of use of the element extended. Alternatively, these spaces could be left empty and the corresponding pressure monitored.
Il est également possible d'installer un élément secondaire de soufflet de diamètre inférieur à l'intérieur de chacun des principaux éléments de soufflets de façon à éviter les risques de défaillance de la totalité d'un élément principal de soufflet. It is also possible to install a secondary bellows element of smaller diameter inside each of the main bellows elements so as to avoid the risks of failure of an entire main bellows element.
'là encore, un fluide sous pression peut remplir l'espace séparant l'élément principal de soufflet et l'élément secondaire de soufflet. here again, a pressurized fluid can fill the space separating the main bellows element and the secondary bellows element.
'les dispositifs de flottaison peuvent commodément prendre la forme d'une chambre de flottaison qui fait intégralement partie de et se situe à l'extrémité de la tour, opposée à l'unité de base. Pour permettre le traitement du pétrole et constituer des installations de chargement ainsi que des moyens d'hébergement pour le personnel, on peut installer une plate-forme sur un prolongement de la tour devant s'élever'au-dessus du plus haut niveau que l'eau peut atteindre. The flotation devices can conveniently take the form of a flotation chamber which is an integral part of and is located at the end of the tower, opposite the base unit. To allow the processing of petroleum and to constitute loading facilities as well as means of accommodation for the personnel, it is possible to install a platform on an extension of the tower which has to rise above the highest level than the water can reach.
Lors de l'exploitation d'un champ pétrolifère ou d'un champ de gaz, la présente structure peut être équipée d'installations ou de machines, situées dans l'unité de base et destinées à traiter le pétrole brut ou le gaz avant qu'il n'atteigne la tour. During the exploitation of an oil field or a gas field, this structure can be equipped with installations or machines, located in the base unit and intended to process crude oil or gas before 'it does not reach the tower.
Dans ce cas, il est avantageux de prévoir des dispositifs de réduction de la pression de façon à éviter l'installation de conduites à haute pression entre l'unité de base et la surface de l'eau. Il est également possible de prévoir des installations de stockage du pétrole ou du gaz dans l'unité de base.In this case, it is advantageous to provide pressure reduction devices so as to avoid the installation of high pressure pipes between the base unit and the water surface. It is also possible to provide oil or gas storage facilities in the base unit.
Etant donné la limitation de la profondeur à laquelle les éléments de soufflets peuvent actuellement hêtre utilisés, l'unité de base peut comprendre une parti allongée qui porte le Joint et qui, lorsque l'unité de base repose sur le fond de la mer ou sur le fond d'un lac, monte verticalement au-dessus du fond marin de façon à ce que le Joint articulé arrive à une profondeur relativement faible de l'eau. Given the limitation of the depth to which the bellows elements can currently be used, the base unit may include an elongated part which carries the Joint and which, when the base unit rests on the sea floor or on the bottom of a lake, rises vertically above the seabed so that the hinged joint reaches a relatively shallow depth of water.
L'invention porté aussi sur un gisement minier exploité en utilisant une structure sous-marine selon l'invention. The invention also relates to a mining deposit exploited using an underwater structure according to the invention.
On va maintenant décrire certaines formes de réalisations de la présente invention, uniquement à titre d'exemples non limitatifs en se référant aux dessins anfiexés dans lesquels
la figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe, d'une structure sous-marine complète étudiée pour l'ex- ploitation du pétrole
la figure 2 est une vue en coupe agrandie du Joint articulé de la structure de la figure 1
la figure 3 est une vue-en coupe encore agrandie de l'un des tunnels d'accès représentés sur la figure 2 ; et
la figure 4 est une variante de l'unité de base de la structure représentée sur la figure 1 dans laquelle les installations de stockage du pétrole de l'unité de base ont été supprimées ; et
la figure 5 est une vue éclatée d'une autre réalisation dans laquelle, le Joint articulé est un Joint à la cardan. We will now describe certain embodiments of the present invention, only by way of non-limiting examples with reference to the accompanying drawings in which
Figure 1 is an elevational view, partially in section, of a complete underwater structure studied for the exploitation of petroleum
Figure 2 is an enlarged sectional view of the articulated joint of the structure of Figure 1
Figure 3 is a further enlarged sectional view of one of the access tunnels shown in Figure 2; and
Figure 4 is a variant of the base unit of the structure shown in Figure 1 in which the oil storage facilities of the base unit have been removed; and
Figure 5 is an exploded view of another embodiment in which the articulated joint is a universal joint.
L'unité de base représentée sur la figure 1, et généralement repérée par le chiffre 1 est constituée d'une pluralité de cuves de stockage du pétrole 2 et d'une installation de traitement 3 à laquelle l'accès est nécessaire. L'unité de base a une forme sensiblement cylindrique, toutes les alimentations arrivant en une position centrale 4. L'unité de base 1 peut s'appuyer solidement sur le fond de la mer ou du lac, grâce à la présence du ballast 5. The base unit shown in Figure 1, and generally identified by the number 1, consists of a plurality of oil storage tanks 2 and a processing installation 3 to which access is necessary. The base unit has a substantially cylindrical shape, all the power supplies arriving in a central position 4. The base unit 1 can rest securely on the sea or lake bottom, thanks to the presence of the ballast 5.
En haut de l'unité de base 1, est fixée une tour creuse 6, qui monte verticalement et qui porte une chambre de flottaison 7 à son extrémité supérieure. La chambre de flottaison 7 est étudiée pour permettre à la tour 6, lorsqu'elle est attachée à 1' unité de base 1 et que l'unité de base 1 repose sur le fond de la mer ou du lac, de flotter en une position sensiblement verticale. A l'intérieur de l'extrémité inférieure de la tour, des dispositions permettent l'inclusion de ballast pour aider à arrimer la tour. La hauteur de la tour 6 est telle que si l'unité de base 1 repose sur le fond de la mer ou sur le fond d'un lac, la chambre de flottaison 7 atteint tout juste la surface de l'eau. La tour 6 est fixée à l'unité de base 1 au moyen d'un
Joint universel 8 qui permet à la tour de s'écarter de-sa position verticale sous l'action du vent ou des vagues.At the top of the base unit 1 is fixed a hollow tower 6, which rises vertically and which carries a flotation chamber 7 at its upper end. The flotation chamber 7 is designed to allow the tower 6, when attached to the base unit 1 and the base unit 1 rests on the bottom of the sea or lake, to float in a position substantially vertical. Inside the lower end of the tower, provisions allow the inclusion of ballast to help secure the tower. The height of the tower 6 is such that if the base unit 1 rests on the bottom of the sea or on the bottom of a lake, the flotation chamber 7 barely reaches the surface of the water. Tower 6 is fixed to base unit 1 by means of a
Universal joint 8 which allows the tower to deviate from its vertical position under the action of wind or waves.
Une plate-forme est supportée sur un prolongement de la tour 6 au-dessus de la hauteur maximale possible de l'eau ; sur cette plate-forme, sont prévus un générateur d'alimentation et des installations 9 et 10 d'hébergement du personnel. Des installations de traitement du pétrole comprenant une cheminée conique 11, une estacade de chargement des pétroliers 12, des pistes d'atterrissage d'hélicoptères sont prévues au niveau le plus élevé 13 de la plate-forme qui peut tourner. A platform is supported on an extension of the tower 6 above the maximum possible height of the water; on this platform, a power generator and staff accommodation facilities 9 and 10 are provided. Oil processing installations comprising a conical chimney 11, a loading boom for tankers 12, helicopter landing strips are provided at the highest level 13 of the platform which can rotate.
Le joint universel 8 à l'extrémité inférieure de la tour 6 est placé dans l'axe de la tour et six ouvertures d'accès sont disposées symétriquement autour de l'axe. Des ouvertures d'accès identiques sont prévues en haut de l'unité de base 1, de façon à ce que les axes des ouvertures correspondantes coïncident lorsque la tour est en position verticale. Les ouvertures correspondantes de chaque paire sont reliées, comme l'indique la figure 2, par un tunnel étanche et souple dont la souplesse est assurée par deux éléments primaires et deux éléments secondaires de soufflets 14 à parois multiples. Chaque jeu de soufflets est construit en alliage à base de nickel comme 1'INCONEL 625 ou 825 qui peut supporter des contraintes élevées et qui peut résister à la corrosion par l'eau de mer.On emploie une construction à trois ou quatre couches ; chaque couche ayant une épaisseur d'environ 1,27 mm. Chaque jeu de soufflets peut tolérer des déplacements oscillants atteignant environ 100 ou même 150, bien que la durée des éléments en soit alors réduite. Un fluide de remplissage, sous pression est introduit entre les parois de chaque élément de soufflet à parois multiples, la pression dans l'espace 15 entre les éléments primaires et secondaires de soufflets étant constamment surveillée en 16 comme l'indique la figure 3. The universal joint 8 at the lower end of the tower 6 is placed in the axis of the tower and six access openings are arranged symmetrically around the axis. Identical access openings are provided at the top of the base unit 1, so that the axes of the corresponding openings coincide when the tower is in the vertical position. The corresponding openings of each pair are connected, as shown in Figure 2, by a tight and flexible tunnel whose flexibility is provided by two primary elements and two secondary bellows elements 14 with multiple walls. Each set of bellows is constructed from a nickel-based alloy such as INCONEL 625 or 825 which can withstand high stresses and which can resist corrosion by sea water. A three or four layer construction is used; each layer having a thickness of about 1.27 mm. Each set of bellows can tolerate oscillating movements reaching about 100 or even 150, although the duration of the elements is then reduced. A filling fluid, under pressure, is introduced between the walls of each multi-wall bellows element, the pressure in the space 15 between the primary and secondary bellows elements being constantly monitored at 16 as shown in FIG. 3.
Les tuyauteries du processus d'extraction et les tuyauteries d'alimentation qui sont repérées globalement par le numéro 17, sur la figure 3 passent de l'intérieur de la tour creuse 6 dans l'unité de base 1, par les tunnels d'accès. Des éléments de soufflets sont également inclus dans ces tuyauteries à l'endroit où elles traversent les tunnels de façon à tenir compte des déplacements oscillants de la tour. Bes trous d'accès 18 et des vannes à enclenchement rapide sont prévus aux deux extrémités de chaque tunnel et les tunnels d'accès sont compartimentés de façon à ce qu'un ensemble de contrôle des détériorations puisse fonctionner et sauver les opérateurs en cas de panne grave. The pipes of the extraction process and the supply pipes which are generally identified by the number 17, in Figure 3 pass from the interior of the hollow tower 6 into the base unit 1, through the access tunnels . Bellows elements are also included in these pipes at the point where they pass through the tunnels so as to take account of the oscillating movements of the tower. Bes access holes 18 and quick-engagement valves are provided at both ends of each tunnel and the access tunnels are compartmentalized so that a deterioration control unit can operate and save operators in the event of a breakdown. serious.
Pour permettre dé transférer des pièces de grandes dimensions de l'intérieur de la tour 6 à l'intérieur de l'unité de base, le diamètre des ouvertures d'accès et des tunnels peut atteindre 3 m environ suivant les pressions différentielles et les mouvements angulaires à admettre. Des treuils ou des palans peuvent être installés à l'intérieur de la tour 6 pour descendre le personnel et les équipements jusqu'aulx tunnels d'accès. To allow large parts to be transferred from inside the tower 6 to the inside of the base unit, the diameter of the access openings and tunnels can reach around 3 m depending on the differential pressures and movements angular to admit. Winches or hoists can be installed inside tower 6 to lower staff and equipment to the access tunnels.
Mais, d'une façon générale, lorsque plusieurs tunnels sont prévus autour de l'axe du Joint, le mouvement de tout l'ensemble est plus important que s'il n'y a qu'un seul tunnel central et, par conséquent, les diamètres de chacun des tunnels multiples sont inférieurs à celui du tunnel unique. But, in general, when several tunnels are provided around the axis of the Joint, the movement of the whole assembly is more important than if there is only one central tunnel and, consequently, the diameters of each of the multiple tunnels are smaller than that of the single tunnel.
Les calculs d'étude effectués par des spécialistes de la fabrication des soufflets ont montré que dans le cas d'un tunnel central unique traversant un Joint à la cardan lorsque la pression différentielle appliquée est d'environ 206,7 N/cm2, il était possible de construire un soufflet multiple comme ceux qui ont été décrits ci-dessus ayant un diamètre intérieur d'environ 1,52 m. Si les efforts peuvent être répartis entre les soufflets primais et secondaires, c'est-à-dire si la pression interne peutêtre zen maintenue à environ 103,3 W/cm2, il est possible de construire un soufflet ayant un diamètre intérieur d'environ 2,03 a. Ces dimensions font partie des gammes normales des constructeurs. Study calculations by specialists in the manufacture of bellows showed that in the case of a single central tunnel passing through a universal joint when the differential pressure applied is approximately 206.7 N / cm2, it was possible to build a multiple bellows like those described above having an inside diameter of about 1.52 m. If the forces can be distributed between the primary and secondary bellows, that is to say if the internal pressure can be maintained at around 103.3 W / cm2, it is possible to construct a bellows having an internal diameter of approximately 2.03 a. These dimensions are part of the normal ranges of manufacturers.
Si l'on prévoit un seul tunnel central, il se présente sensiblement comme celui de la figure 3, mais il n'est pas décalé d'un côté de l'axe du joint et la disposition des tuyauteries internes qui traversent ce tunnel est modifiée en conséquence. If a single central tunnel is provided, it is substantially like that of FIG. 3, but it is not offset on one side of the axis of the joint and the arrangement of the internal pipes which pass through this tunnel is modified Consequently.
Une structure selon l'invention peut etre construite de façon satisfaisante pour le chargement des pétroliers en prévoyant une plate-forme dont la charge utile est de 3000 à 5000 tonnes et l'angle d'inclinaison maximal de 50 pour une profondeur d'eau de 213 m environ, plus une hauteur de vague de 30,5 m environ. Comme dispositif supplémentaire de sécurité, on peut installer des haubans amortisseurs 19 qui limitent les déplacements excessifs et ramènent les oscillations de la tour à une moyenne inférieure à 1,50 par rapport à la verticale. A structure according to the invention can be satisfactorily constructed for loading tankers by providing a platform with a payload of 3000 to 5000 tonnes and a maximum tilt angle of 50 for a water depth of 213 m approximately, plus a wave height of 30.5 m approximately. As an additional safety device, it is possible to install shock-absorbing shrouds 19 which limit excessive movement and reduce the oscillations of the tower to an average of less than 1.50 with respect to the vertical.
On peut également installer, soit sur la plate-forme, soit sur la chambre de flottaison, des tirants qui s'opposent au déplacement de la tour et de la plate-forme sous l'effet du vent et des vagues. It is also possible to install, either on the platform or on the flotation chamber, tie rods which oppose the movement of the tower and the platform under the effect of wind and waves.
La figure 4 représente une autre réalisation dans laquelle l'unité de base n'est pas équipée d'installations de stockage du pétrole. Dans ce cas, la hauteur de l'unité reposant sur le fond de la mer ou d'un lac est inférieure à la hauteur de l'unité correspondante qui serait équipée d'installations de stockage. Figure 4 shows another embodiment in which the base unit is not equipped with petroleum storage facilities. In this case, the height of the unit resting on the bottom of the sea or of a lake is less than the height of the corresponding unit which would be equipped with storage facilities.
Dans le cas d'une telle réduction de hauteur, si les éléments de soufflets devaient être utilisés à une profondeur d'eau qui dépasse leurs caractéristiques de construction, il faudrait prévoir sur le dessus de l'unité de base une partie allongée, comme l'indique la figure 4 de façon à ce que le joint articulé et ses éléments de soufflets associés puissent se situer à une profondeur d'eau relativement peu importante. Il existe couramment des éléments de Joints mécaniques pouvant être utilisés jusqu'à des profondeurs sous-marines d'environ 207 m, bien que ce chiffre ne puisse pas être considéré comme une limite absolue. In the case of such a reduction in height, if the bellows elements were to be used at a depth of water which exceeds their construction characteristics, an elongated part should be provided on the top of the base unit, such as the 'indicates Figure 4 so that the articulated joint and its associated bellows elements can be located at a relatively shallow depth of water. There are commonly elements of mechanical seals that can be used up to subsea depths of around 207 m, although this figure cannot be taken as an absolute limit.
La figure 5 représente une autre réalisation dans laquelle le Joint articulé 8 est un Joint du type à la cardan. Le Joint à la cardan est constitué d'un anneau massif 19 placé horizontalement sur lequel quatre tourillons de paliers 20 sont disposés symétriquement. Deux tourillons opposés sont soutenus par deux oreilles de fixation 21 portant des manchons de paliers grâce auxquels les deux tourillons peuvent pivoter autour d'un premier axe. 'les oreillers de montage 21 sont disposées dans la partie la plus haute de l'unité de base 1, lorsque cette dernière repose sur le fond de la mer. FIG. 5 represents another embodiment in which the articulated joint 8 is a joint of the universal joint type. The universal joint consists of a solid ring 19 placed horizontally on which four bearing pins 20 are arranged symmetrically. Two opposite pins are supported by two fixing lugs 21 carrying bearing sleeves by which the two pins can pivot around a first axis. 'the mounting pillows 21 are arranged in the highest part of the base unit 1, when the latter rests on the bottom of the sea.
La seconde paire de tourillons opposés permet à l'vanneau massif 19 de pivoter autour d'un second axe perpendiculaire au premier, cette dernière paire de tourillons est assemblée à la partie la plus basse de la tour 6. Deux oreilles 22 sont prévues sur la tour, elles portent des coussinets de paliers correspondant aux tourillons 20. 1'unique tunnel étanche et souple permettant au personnel d'accéder à l'unité de base 1 à partir de l'intérieur de la tour 6, passe au centre de l'anneau de cardan 19 en laissant suffisamment d'espace rour permettre à la tour d'osciller dans une direction quelconque par rapport au Joint à la cardan, dans les limites imposées par la construction particulière de la structure sous-marine. The second pair of opposite trunnions allows the solid lap 19 to pivot around a second axis perpendicular to the first, this latter pair of trunnions is assembled at the lowest part of the tower 6. Two ears 22 are provided on the tower, they carry bearing pads corresponding to the pins 20. the single sealed and flexible tunnel allowing the personnel to access the base unit 1 from the inside of the tower 6, passes in the center of the cardan ring 19 leaving sufficient space to allow the tower to oscillate in any direction relative to the Cardan joint, within the limits imposed by the particular construction of the underwater structure.
Suivant une autre variante de construction, les quatre tourillons 20 et leurs manchons peuvent être remplacés par quatre raccords élastiques en élastomère qui sont fixés à l'anneau 19 et aux oreilles 21 et 22, ce qui permet un mouvement angulaire limité entre l'anneau et les oreilles. Une flexion des raccords au-delà de la limite de construction qui'est, par exemple de l'ordre de 200, détériore les raccords de façon définitive mais toutefois sans séparer la tour de l'unité de base. According to another construction variant, the four pins 20 and their sleeves can be replaced by four elastic elastomer fittings which are fixed to the ring 19 and to the ears 21 and 22, which allows limited angular movement between the ring and ears. A bending of the connections beyond the construction limit which is, for example of the order of 200, deteriorates the connections definitively but nevertheless without separating the tower from the basic unit.
Comme on peut le voir, l'invention permet d'assurer des moyens d'accès pratiques et économiques depuis le niveau de la mer, par l'intermédiaire d'une tour articulée, à une structure d'exploitation ou d'hébergement placée sur le fond de la mer ou d'un lac, sous la pression sensiblement normale d'une atmosphère. Dans le cas de la réalisation décrite à titre d'exemple, la ventilation normale, la production d'énergie et l'aération des mélanges dangereux à la surface sont possibles et en outre, le transfert de grosses pièces d'équipements Jusqu'au niveau de la mer devient possible en appliquant une technologie classique, dans de bonnes conditions de sécurité et de fiabilité. On peut créer sous la mer des conditions ambiantes "normales" moins astreignantes pour le personnel devant travailler à ces profondeurs que les conditions possibles avec les systèmes classiques d'accès aux profondeurs sous-marines. As can be seen, the invention makes it possible to provide practical and economical means of access from sea level, via an articulated tower, to an operating or accommodation structure placed on the bottom of the sea or a lake, under the substantially normal pressure of an atmosphere. In the case of the embodiment described by way of example, normal ventilation, energy production and aeration of hazardous mixtures on the surface are possible and, in addition, the transfer of large pieces of equipment Up to the level from the sea becomes possible by applying conventional technology, in good conditions of safety and reliability. "Normal" ambient conditions can be created under the sea that are less demanding for the personnel having to work at these depths than the conditions possible with conventional systems of access to underwater depths.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7920838A FR2463847A1 (en) | 1979-08-17 | 1979-08-17 | Underwater structure - has base and buoyant tower connected by universal joint and sealed flexible tunnels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7920838A FR2463847A1 (en) | 1979-08-17 | 1979-08-17 | Underwater structure - has base and buoyant tower connected by universal joint and sealed flexible tunnels |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2463847A1 true FR2463847A1 (en) | 1981-02-27 |
Family
ID=9228900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR7920838A Withdrawn FR2463847A1 (en) | 1979-08-17 | 1979-08-17 | Underwater structure - has base and buoyant tower connected by universal joint and sealed flexible tunnels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2463847A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2549799A1 (en) * | 1983-07-29 | 1985-02-01 | Bouygues Offshore | Marine column and its applications. |
| CN114560050A (en) * | 2022-03-16 | 2022-05-31 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | Offshore wind power foundation |
-
1979
- 1979-08-17 FR FR7920838A patent/FR2463847A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2549799A1 (en) * | 1983-07-29 | 1985-02-01 | Bouygues Offshore | Marine column and its applications. |
| CN114560050A (en) * | 2022-03-16 | 2022-05-31 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | Offshore wind power foundation |
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