FR2470198A1 - Structure pour supporter une plate-forme auto-elevatrice au-dessus de la surface de l'eau - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE STRUCTURE DESTINEE A SUPPORTER UNE PLATE-FORME AUTO-ELEVATRICE AU-DESSUS DU NIVEAU DE L'EAU. LA STRUCTURE COMPREND DES JAMBES 15, 16 ET 17 DISPOSEES ENTRE LE FOND 39 DE L'EAU ET LA PLATE-FORME 13. L'AIRE DE LA SECTION DROITE DE CHAQUE JAMBE EST LA PLUS GRANDE A PROXIMITE DU FOND ET DIMINUE VERS LE HAUT, A PARTIR DU FOND. LES JAMBES PEUVENT REPOSER SUR UNE SEMELLE 19. DOMAINE D'APPLICATION: PLATES-FORMES MARINES PETROLIERES.

Description

L'invention concerne d'une manière générale des structures destinées à

supporter -des plates-formes marines au-dessus de la surface de l'eau, et plus particulièrement une structure comprenant une jambe dont l'aire globale'de la section droite est plus grande à proximité du fond de la mer et diminue vers le haut, à partir -du fond, jusqu'à un point situé audessus du fond, l'aire étant ensuite sensiblement constante de ce point jusqu'à la plate-forme. Bien que l'invention convienne à de nombreux types de configuration de plates-formes marines, elle est particulièrement utile aux

plates-formes marines mobiles du type auto-élévateur.

Des installations destinées à effectuer diverses opérations en mer, souvent appelées "installations marines", comprennent généralement une superstructure ou plate-forme supportée au-dessus de la surface de l'eau par une structure de support qui s'étend entre cette superstructure et le fond

de la mer.

Dans l'art antérieur, des structures de support

comprennent généralement plusieurs jambes disposées vertica-

lement ou sous un certain angle entre la plate-forme et le fond de la mer. Les jambes des structures antérieures ont normalement une aire de section droite sensiblement uniforme sur toute leur longueur. Des exemples de telles jambes de

l'art antérieur sont décrits dans le brevet des Etats-Unis -

d'Amérique NO 3 466 878 (jambes cylindriques ou tubulaires) et dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 183 676 (jambes du type treillissé). Les jambes peuvent reposer sur le fond de la mer au moyen de caissons de battage (comme décrit dans le brevet NI 3 183 676 précité)', ou bien au moyen de pieux-enfoncés dans le fond de la mer (comme décrit, par exemple, dans le brevet NI 3 466 878 précité), ou -encore au moyen d'une surface plane, appelée "semelle", reliant entre elles les extrémités inférieures des jambes et reposant directement sur le fond de-la mer (comme décrit, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3- 699 688). Les jambes peuvent être reliées les unes aux autres par un réseau d'entretoises. comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 3 093 972. L'aire de la section droite des jambes des structures de l'art antérieur n'est parfois pas uniforme sur toute la longueur de ces- jambes, comme décrit, par exemple, dans le brevet -des Etats-Unis d'Amérique NI 4 045 968. Des exemples d'autres structures à section droite non uniforme, pouvant être placées dans l'eau, sont donnés dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique NO 3 201 945 et par des dessins publiés par la firme Offshore Equipment Development Co. et portant la date du 12 Juillet 1976. Il est également possible d'utiliser des pilotis comme décrit, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NI 2 592 448 et NI 3 466 878. On peut également indiquer la présence d'un modèle présenté à Houston, Texas, EUA, dans les bureaux de la firme Brown and Root, Inc., pour les clients de cette firme, bien qu'il ne soit pas certain que ce modèle

fasse partie de l'art antérieur.

D'une manière générale, la structure de support, comprenant un certain nombre, une, certaine disposition et une configuration réelle de jambes, doit être réalisée de manière à pouvoir supporter une charge de plusieurs milliers de tonnes au-dessus de la surface de l'eau, avec un degré élevé de stabilité globale tout en résistant aux forces souvent énormes exercées par les vents, les vagues, les courants et les marées. Lorsque la longueur des jambes de la structure de support augmente, le risque de défaillance d'une jambe de cette structure sous l'effet des forces du vent, des vagues et/ou des courants, augmente cependant. Pour diminuer ce risque de défaillance, la tendance a porté jusqu'à présent sur une augmentation de la résistance structurelle des jambes plus longues par un accroissement de l'aire de la section droite de ces jambes, uniformément sur toute leur longueur, ou bien par l'addition d'un entretoisement du type cadre, s'étendant sur toute leur longueur (comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 007 316). Cependant, il est connu, dans l'art antérieur, que la force par unité de longueur, exercée par le mouvement des vagues sur une pile cylindrique immergée, peut être connue approximativement au moyen de la relation suivante: f - 1/2 ç CDDUIUI + 2 CM TDbv o f = force par unité de longueur Q = densité du fluide U = vitesse perpendiculaire à la pile et due au mouvement des vagues bU = accélération perpendiculaire à la pile bt et due au mouvement des vagues D = diamètre de la pile CM= coefficient d'inertie CD = coefficient de traînée Conformément à ce qui précède, il apparaît que la force par unité de longueur engendrée par une vague particulière augmente lorsque l'aire de la section droite de la pile augmente. Ainsi, lorsque l'aire de la section droite d'une jambe d'une structure de support est augmentée pour mieux résister aux forces des vagues, la force utile engendrée par une vague particulière augmente également. De

la même manière, la présence d'un entretoisement supplémen-

taire sur toute la longueur de la jambe augmente l'aire totale de la section droite de la jambe, y compris l'aire de la zone de la jambe o la vitesse et l'accélération du fluide de la vague sont les plus grandes, de sorte que la force engendrée par la vague dans cette zone est également augmentée. En conséquence, les techniques de l'art antérieur pour accroître la résistance structurelle des jambes, uniformément sur toute leur longueur, sont particulièrement inefficaces. L'invention concerne une structure très efficace destinée à supporter une plate-forme marine au-dessus de la surface de l'eau. La structure selon l'invention comprend une jambe dont l'aire de la section droite est la plus grande dans la zone o la tendance aux défaillances sous les forces du vent, du courant, des vagues et des marées est la plus grande, cette aire de la section droite étant la plus faible dans la zone o la vitesse et l'accélération de l'eau sous l'effet du mouvement des vagues sont les plus grandes. A cet égard, il est apparu que, dans le cas de structures de support utilisées en eau profonde, la zone d'une jambe d'une telle structure la plus susceptible de présenter une défaillance sous l'effet des forces du vent, du courant, des vagues et des marées est la zone de la jambe adjacente au fond de l'eau. Ceci est du au fait que la plus grande partie de ces forces agissent à la surface de l'eau ou à proximité de la surface de l'eau, de sorte que le moment le plus élevé de ces forces se trouve au niveau du fond. En outre, on sait, dans l'art antérieur, que la vitesse et l'accélération de l'eau sous l'action d'une vague sont les plus grandes à la crête de la vague et qu'elles diminuent rapidement de la crête vers le fond. En conséquence, dans le cas d'une pile cylindrique ayant une section droite uniforme, la force par unité de longueur exercée contre une telle pile par une vague diminue à peu près exponentiellement de la crête de la vague

vers le fond.

La structure de support selon l'invention comprend une jambe dont l'aire de la section droite est la plus grande à son point le plus bas et diminue vers le haut, à partir de ce point, jusqu'à une zone située à une certaine distance au-dessus du point le plus bas, cette diminution résultant d'une diminution de l'étendue latérale de la jambe, sensiblement sur toute la périphérie de cette dernière, mesurée à partir de tout élément de la jambe. L'aire de la section droite de la jambe est sensiblement constante de cette zone jusqu'à la plate-forme. Des pieux sont introduits dans la jambe, o l'aire de la section droite est la plus grande. Pour la mise en place des pieux, on utilise plusieurs

dispositifs de battage avec la jambe.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une élévation d'une plate-forme auto-élévatrice comprenant une première forme de réalisation de la structure de support selon l'invention, la plate-forme étant représentée en position de transport vers le site d'utilisation ou à partir de ce site d'utilisation; la figure 2 est une élévation de la plate-forme auto-élévatrice de la figure 1 en position d'élévation sur le site d'utilisation;

la figure 2A est une vue en plan de la plate-

forme auto-élévatrice de la figure 1; les figures 3 et 4 sont des vues partielles en plan et en élévation, respectivement, d'une jambe d'une première forme de réalisation de la structure de support selon l'invention; les figures 5 et 6 sont des vues partielles en plan et en élévation, respectivement, d'une jambe d'une autre forme de réalisation de la structure de support selon l'invention; les figures 7 et 8 sont des vues partielles en plan et en élévation, respectivement, d'une jambe d'une autre forme de réalisation de la structure de support selon l'invention; les figures 9 et 10 sont des vues partielles en plan et en élévation, respectivement, d'une jambe d'une autre forme de réalisation de la structure de support selon l'invention; les figures i1 et 12 sont des vues partielles en plan et en élévation, respectivement, d'une jambe d'une autre forme de réalisation de la structure de support selon l'invention; les figures 13 et 14 sont des vues partielles en plan et en élévation, respectivement, d'une jambe d'une autre forme de réalisation de la structure de support selon l'invention; les figures 15 à 28 sont des coupes transversales partielles de diverses variantes de configuration des membrures des jambes représentées sur les figures 3 à 14, ces vues montrant comment un dispositif à crémaillère et entretoise peut être fixé, le cas échéant, aux jambes; les figures 29 et 30 sont,- respectivement, une élévation partielle et une coupe partielle d'une variante de configuration des membrures des jambes représentées sur les figures 3 à 14; les figures 31 et 32 sont, respectivement, une élévation partielle et une coupe partielle d'une variante de la configuration des membrures des jambes représentées sur les figures 3 à 14;

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les figures 33 à 35 sont des élévations partielles, sous deux angles différents, et une coupe partielle, respectivement, d'une variante de configuration des membrures des jambes représentées sur les.figures 3 à 14; les figures 36 à 38 sont des élévations partielles, sous deux angles différents, et une coupe partielle, respectivement, d'une variante de la configuration des membrures des jambes représentées sur les figures 3 à 14; la figure 39 est une élévation d'une plate-forme auto-élévatrice en position haute sur un lieu d'utilisation, cette plate-forme comportant des pieux qui passent dans une membrure de jambe et qui aboutissent à la surface de l'eau; la figure 40 est une élévation d'une plate-forme autoélévatrice en position haute, sur un lieu d'utilisation, cette plateforme utilisant des pieux qui passent dans un tronçon d'une membrure de jambe ayant une plus forte inclinaison que la partie restante de la membrure; la figure 41 est une coupe du tronçon d'une membrure de jambe, suivant la ligne 41-41 de la figure 40; la figure 42 est une coupe transversale d'une variante de la configuration du tronçon de la membrure de jambe représentée sur la figure 41; et la figure 43 est une élévation partielle d'une plate-forme auto-élévatrice en position haute, sur un lieu d'utilisation, dont une partie d'une membrure de jambe est disposée dans un plan vertical et dont la partie restante de

la membrure est inclinée.

La forme préférée de réalisation de la structure de support selon l'invention est particulièrement utile et présente de nombreux avantages lorsqu'elle est utilisée dans une installation mobile auto-élévatrice 'devant être mise en place en eau profonde, par exemple en eau dont la profondeur dépasse 120 mètres. De telles installations peuvent être utilisées pour le forage en eau profonde, pour supporter des grues ou pour le reconditionnement, avec des plates-formes auto-élévatrices mobiles flottantes ou non flottantes, à structure ajourée, utilisées d'une manière autonome ou avec assistance d'une annexe. Il convient cependant de noter que la structure de support selon l'invention peut être utilisée pour supporter et/ou suspendre divers types d'appareillages au-dessus de la surface de l'eau, à des profondeurs pouvant varier de quelques mètres à d'importantes valeurs.

La figure 1 représente une installation auto-

élévatrice mobile 11 dans sa position de transport. L'instal-

lation 11 comprend une plate-forme ou superstructure 13 et une structure de support qui comporte des jambes 15, 16 et 17 et une semelle 19. Bien que la structure de support soit représentée en élévation comme comprenant trois jambes, elle peut comporter un nombre quelconque de jambes suivant la conception de la plate-forme, la nature de l'utilisation de la plate-forme, les conditions du milieu d'utilisation et d'autres conditions physiques du site de travail et/ou selon

également les souhaits de l'utilisateur.

La semelle 19 est sensiblement plane et réalisée en matière pesante. La dimension et la configuration particulière de la semelle 19 peuvent varier largement selon

de nombreuses considérations telles que le nombre, l'orienta-

tion et la configuration des jambes de la structure de support. Les jambes 15, 16 et 17 sont sensiblement identiques, chaque jambe comprenant une partie 21 dont la section droite diminue de son point le plus bas jusqu'à son point le plus haut, cette diminution résultant d'une diminution de l'étendue latérale de la jambe, sensiblement sur toute la périphérie de cette dernière, mesurée à partir de tout élément de la jambe (désignée dans ce cas par l'expression "partie à section droite variable"). La partie 21 à section droite variable s'étend de la semelle 19 jusqu'à un point 23 situé à une certaine distance au-dessus de la semelle 19 et une partie 25, de section droite sensiblement constante, s'élève au-dessus du point 23. La configuration particulière des jambes 15, 16 et 17 peut varier largement comme indiqué précédemment. De nombreux exemples de formes de réalisation seront décrits ci-après en regard des figures 3 à 43. Il convient cependant de noter que, dans toutes les formes de réalisation, l'aire de la section droite de la partie 21 à section variable (l'aire de la section droite en tout point de la longueur d'une jambe est définie comme étant la surface totale délimitée par une ligne située dans un plan perpendiculaire à l'axe de cette jambe, en ce point, et entourant totalement tous les éléments de la jambe) est la plus grande au point le plus bas de la jambe et diminue vers le haut, à partir de ce point le plus bas et jusqu'au point 23. Chacune des jambes 15, 16 et 17 est reliée de manière mobile à la plate- forme 13 par un dispositif élévateur représenté sur la figure 2A sous la forme d'un cric du type à pignon et crémaillère comprenant un mécanisme de

commande d'un pignon et un guide 29 de jambe fixé à la plate-

forme 13, ainsi que les crémaillères 33 fixées le long de la jambe. Le mécanisme de commande du pignon peut comprendre des moteurs électriques, des moteurs hydrauliques ou tout autre générateur de force motrice. Bien que le dispositif élévateur du type à crémaillère et pignon soit préféré, tout type de dispositif élévateur tel que, par exemple, des crics à chaîne et des crics à friction, peut être utilisé. Le dispositif élévateur doit être tel que la semelle 19 puisse être placée de manière variable entre (1) une position haute dans laquelle la semelle 19 est située juste au-dessous de la plate-forme 13 (voir figure 1), et (2) une position basse dans laquelle la semelle 19 est située à une certaine

distance, par exemple 120 mètres, au-dessous de la plate-

forme 13 (voir figure 2). La distance réelle à laquelle la semelle 19 peut être placée au-dessous de la plate-forme 13

dépend évidemment de la longueur des jambes 15, 16 et 17.

Après que la distance appropriée a été obtenue entre la plate-forme 13 et la semelle 19, les jambes 15, 16 et 17 peuvent être soudées ou autrement fixées à la plate-forme 13

(comme indiqué en 358 et 359 sur la figure 39).

La plate-forme 13 doit avoir une flottabilité suffisante ou doit être reliée à un dispositif flotteur approprié pour que l'installation 11 flotte à la surface de

l'eau lorsque la semelle 19 est en position haute (figure 1).

24i0198 De cette manière, lorsque la semelle 19 est en position relevée, l'installation 11 peut être remorquée vers le lieu d'utilisation. Sur le lieu d'utilisation, la semelle 19 est abaissée jusqu'au fond 39 de la mer (voir figure 2). Une fois que la semelle 19 repose sur le fond 39, le levage est poursuivi de manière à élever la plate-forme 13 au-dessus de la surface de l'eau. Dans cette position, les opérations qu'il est souhaité de réaliser au moyen de l'installation

peuvent commencer.

Il est préférable que la longueur de la partie 21 à section droite variable des jambes 15, 16 et 17 soit à peu près égale à la profondeur moyenne de l'eau afin que le point 23 se trouve généralement à proximité ou au-dessous de la surface de l'eau. A cet égard, il convient de noter qu'une installation auto-élévatrice particulière est destinée à être utilisée en de nombreux lieux et que la profondeur moyenne de l'eau varie d'un lieu à l'autre. Il est donc peu probable que le point 23 se trouve toujours à la surface de l'eau. Les figures 3 à 14 montrent diverses formes de réalisation de la structure de support selon l'invention dont chaque jambe comprend une ou plusieurs membrures qui peuvent être verticales ou inclinées. Les figures 15 à 37 représentent diverses configurations des membrures des jambes pouvant être utilisées dans les formes de réalisation des figures 3 à 14. Etant donné que la fixation particulière d'une crémaillère ou de tout autre élément de dispositif élévateur à une jambe dépend largement de la configuration de la ou des membrures de la jambe, cette crémaillère ou cet autre dispositif élévateur ne sera décrit qu'en regard des figures 15 à 37, bien que, lorsque la structure de support

est utilisée comme partie d'une installation auto-

élévatrice, les jambes de cette structure comprennent un certain type de dispositif élévateur qui leur est relié ou

qui est incorporé à ces jambes.

Dans la forme de réalisation montrée sur les figures 3 et 4, la partie 21 à section droite variable comprend (1) une membrure 41 de jambe à section droite constante fixée à la semelle 19, en un point 43, et s'élevant à peu près verticalement de cette semelle; (2) une membrure de jambe à section droite constante fixée à la semelle 19, en un point 47 espacé du point 43, et s'élevant de la semelle 19 vers la membrure 41 à laquelle elle est fixée à proximité du point 23, c'est-à-dire le point le plus haut de la partie 21; (3) une membrure 49 de jambe à section droite constante fixée à la semelle 19, en un point 51 espacé des points 43 et 47, et s'élevant de la semelle 19 vers la membrure 41 à laquelle elle est fixée à proximité du point 23; et (4) un réseau 53 d'entretoises de renfort formé entre les membrures 41, 45 et 49. Conformément à ce qui précède, il apparaît que la partie 21 de la forme de réalisation des figures 3 et 4 présente une forme à peu près pyramidale dont le point 23 constitue le sommet et dont les points 43, 47 et 51 délimitent la base de la pyramide. La partie 25 de section droite constante de la forme de réalisation des figures 3 et 4 est constituée par un prolongement de la membrure 41, comme

représenté sur la figure 4.

La forme de réalisation montrée sur les figures 5 et 6 est analogue à celle des figures 3 et 4, sauf que la jambe comprend des pieux tels que celui montré en 57, enfoncés dans le fond 39 de l'eau en passant dans les membrures 45 et 49 de la jambe et dans la semelle 19. Les membrures 45 et 49 de la jambe de la forme de réalisation des figures 5 et 6 ont en général une configuration tubulaire (voir, par exemple, les configurations des figures 15 à 17 décrites ci-après) de manière que des pieux puissent être

passés dans ces membrures. A- l'aide de ces pieux, l'installa-

tion 11 peut être utilisée sous la forme d'une plate-forme fixe à jambes fixées par battage, cette plate-forme étant analogue aux plates-formes fixes déjà utilisées. A la différence d'une plate-forme fixe, une installation 11 comportant la jambe des figures 7 et 8 peut être récupérée et

réutilisée.

Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 7 et 8, la partie 21 à section droite variable comprend un tronc de cône 61 dont la base 63 est fixée à la 247Oq98 semelle 19. Un côté du cône 61 est de préférence à peu près vertical. Le cône 61 peut être constitué d'une tôle d'acier renforcée par des éléments intérieurs de raidissement (représentés en trait pointillé en 64 sur la figure 8) Le cône 61 présente une ouverture à peu près circulaire située au point 23. La partie 25 de section droite constante comprend un élément tubulaire 65 dont le diamètre est à peu près égal à celui de l'ouverture circulaire du cône 61 au point 23. L'élément 65 est fixé au cône 61, au niveau du

point 23, et il s'élève à peu près verticalement de ce cône.

Il convient de noter que la forme de réalisation des figures -7 et 8 ne comporte qu'une seule membrure de jambe dont la section droite varie audessous du point 23 et est constante au-dessus du point 23. La forme de réalisation des figures 7 et 8 peut comprendre également des pieux 66 enfoncés dans le fond 39 de la mer en passant dans l'élément 65, le cône 61 et

la semelle 19.

Les formes de réalisation des figures 9 à 14 diffèrent de celles décrites ci-dessus en regard des figures 1 à 8 par le fait que la structure de support dans laquelle ces formes de réalisation sont utilisées comprend un caisson 101 de battage situé à la base de chaque jambe, à la place d'une semelle 19. Les caissons ou coffres de battage sont bien connus dans le domaine des installations marines et chacune de ces formes de réalisation peut utiliser toute configuration convenable de caissons ou de coffres de battage. Ainsi, la forme de réalisation des figures 9 et est analogue à celle des figures 5 et 6, sauf qu'un caisson 101 de battage est utilisé à la place de la semelle 19. Les éléments communs aux formes de réalisation des figures 9 et 10 et des figures 5 et 6 portent les mêmes références numériques. De même, la forme de réalisation des figures 11 et 12 est analogue à celle des figures 7 et 8, sauf qu'un caisson 101 de battage est utilisé à la place de la semelle 19. Les éléments communs aux formes de réalisation des figures 7 et 8 et des figures 11 et 12 portent les mêmes

références numériques.

Dans la forme de réalisation des figures 13 et 14, la partie 21 à section droite variable comprend (1) des membrures parallèles 81, 83 et 85 de jambe fixées au caisson

101 de-battage duquel elles s'élèvent à peu près verticale-

ment, les membrures 81, 83 et 85 de jambe étant disposées sensiblement en triangle et reliées les unes aux autres par un réseau 83 d'entretoisement; (2) une membrure 89 de jambe fixée au caisson 101 de battage, en un point éloigné des membrures 81, 83 et 85, et s'élevant de ce caisson 101 de battage sensiblement vers les membrures 81, 83 et 85, dans un plan commun à la membrure 83, cette membrure 89 étant fixée aux membrures 81 et 85 à proximité du point 23 par des éléments 91 et 93 d'entretoisement, respectivement; et (3) un treillis ou réseau 95 d'entretoisement formé entre les membrures 81, 85 et 89. La partie 25 à section droite constante comprend des prolongements des membrures 81, 83 et représentés sous la forme de membrures 96, 97 et 99 et reliés entre eux par un treillis 110 d'entretoisement. Dans le cas o les membrures des jambes de la forme de réalisation des figures 13 et 14 ont une forme tubulaire, cette forme de réalisation peut également comporter des pieux, représentés en trait pointillé en 103, passant dans ces membrures et dans

le caisson 101 de battage pour pénétrer dans le fond 39.

Comme indiqué précédemment, les figures 15 à 36 montrent diverses formes de réalisation de membrures de jambes pouvant être utilisées dans les variantes de la structure de support selon l'invention montrées sur les figures 3 à 14. Une coupe transversale de chaque forme de

réalisation, ainsi qu'une partie d'un treillis d'entretoise-

ment (indiqué en 111), pouvant être reliée à ces membrures (telles que les membrures 41, 43 et 47 des figures 3 à 6, 9 et

et les membrures 81, 83, 85 et 89 des figures 13 et 14).

Il convient cependant de noter que, pour certaines formes de réalisation telles que la forme de réalisation à membrure

unique des figures 7, 8, 11 et 12, aucun treillis d'entre-

toisement n'est utilisé. De plus, lors de la description de

ces formes de réalisation, il est indiqué la présence d'un dispositif élévateur ou d'un élément de dispositif élévateur, également représenté. Il convient cependant de noter que toutes les membrures des jambes ne comprennent pas ou ne font pas autrement partie du dispositif élévateur. Par exemple, les membrures 43 et 47 des figures 3 à 6, 9 et 10 et la membrure 89 des figures 13 et 14 ne comprennent généralement pas d'élément du dispositif élévateur ou ne font autrement pas partie de ce dispositif. En outre, lorsque l'une des configurations de membrures de jambes des figures 15 à 36 est utilisée comme membrure de la forme de réalisation des figures 7, 8, 11 et 12, il convient de noter que les dimensions de la partie 21 de cette membrure augmentent du point 23 vers la semelle 19 ou vers le caisson 101 de battage, suivant le cas. Enfin, il convient également de

noter, avant de passer à la description des formes de

réalisation des figures 15 à 37, que, sauf dans la configura-

tion de la figure 16, toutes les configurations décrites ont été utilisées dans des membrures de jambes de l'art antérieur. Chacune des configurations des figures 15 à 28 comprend un élément principal 121 auquel sont fixées une ou plusieurs crémaillères d'un dispositif élévateur à crémaillère et pignon. Ces crémaillères sont identifiées par la référence numérique générale 133. Suivant la forme de réalisation, la crémaillère 133 peut comporter un seul bord d'engrènement de pignon (une telle crémaillère est indiquée en particulier en 133A, son bord d'engrènement étant indiqué en 201 et le bord opposé étant indiqué en 203) , ou bien elle peut comporter deux bords d'engrènement de pignons (une telle crémaillère étant indiquée en particulier en 133B et ses

bords d'engrènement étant indiqués en 205).

Conformément à ce qui précède, la figure 15 représente un élément 121 qui comprend une poutrelle tubulaire cylindrique 211. Une crémaillère 133A est fixée à la surface extérieure de la poutrelle 211 de manière que son bord 201 soit tourné radialement vers l'extérieur de la poutrelle 211. La crémaillère 133A de la forme de réalisation de la figure 15 s'éte-nd axialement le long de la poutrelle 211. Des poutrelles d'un treillis 111 d'entretoisement sont reliées à la surface extérieure de la poutrelle 211 et s'éloignent de la crémaillère 133A. La figure 16 montre une configuration de membrure de jambe analogue à celle de la figure 15, sauf que deux crémaillères supplémentaires 133A sont fixées à la poutrelle 211,ces crémaillères supplémen- taires étant espacées d'un certain angle de la première crémaillère 133A, de part et d'autre de cette dernière, cet angle pouvant être égal, par exemple, à 900. La figure 17 montre une configuration de membrure de jambe analogue à celle de la figure 16, mais ne comportant que les crémaillères diamétralement opposées 133A. La première

crémaillère 133A montrée sur la figure 16 est supprimée.

Les figures 18 à 20 représentent un élément principal 121 qui comprend un tube cylindrique 213. La forme de réalisation de la figure 18 comprend une crémaillère 133B qui traverse diamétralement le tube 213 auquel sont fixées des poutrelles d'un treillis 111 d'entretoisement, ces poutrelles s'éloignant du tube 213 sur un côté de la crémaillère 133B. Les bords 205 de la crémaillère 133B sont disposés à l'extérieur et s'éloignent de la surface extérieure du tube 213. La configuration de la membrure de jambe de la figure 19 est analogue à celle de la figure 18, sauf que la crémaillère 133B de la figure 19 traverse non diamétralement le tube -213 et est davantage espacée des poutrelles du treillis 111 d'entretoisement que ne l'est la crémaillère 133B de la figure 18. La forme de réalisation de la figure 20 comprend une crémaillère 133A qui traverse radialement la paroi du tube 213 de manière qu'un bord 201 de cette crémaillère 133A soit tourné vers l'extérieur de la surface extérieure du tube 213 et qu'un bord 203 de la crémaillère 133A se trouve à l'intérieur du tube 213 et soit tourné vers le centre de ce dernier. L'élément 121 de la forme de réalisation de la figure 20 comprend en outre des plaques 215 et 217 de renfort s'étendant entre le bord 203 de

la crémaillère 133A et la surface intérieure du tube 213.

Les figures 21 et 22 représentent l'élément principal 121 sous la forme d'un tube 219 qui présente une

fente 221, de section en V, réalisée sur toute sa longueur.

La configuration de la figure 21 comprend une crémaillère 133A qui s'étend radialement dans le tube 219 au point le plus intérieur de la fente 221. Le bord 201 de la crémaillère 133A est situé en retrait, à l'intérieur de la fente 221, de manière qu'aucune partie de la crémaillère 133A ne dépasse de la surface extérieure du tube 219. Le bord 203 de la crémaillère 133A est situé à l'intérieur du tube 219, à proximité du centre de ce dernier. L'élément 121 de la forme de réalisation de la figure 21 comprend également des plaques 223 et-225 qui partent du bord 203 de la crémaillère 133A et qui s'étendent jusqu'à la surface intérieure du tube 219. Les poutrelles du treillis 111 d'entretoisement partent du tube 219 de manière à s'éloigner sensiblement de la fente 221, La configuration de la membrure de jambe de la figure 22 est analogue à celle de la figure 21, sauf que les plaques 223 et 225 sont supprimées et que la crémaillère 133A traverse totalement le tube 219 et est fixée, par son bord 203, à la surface intérieure du tube 219, Dans les formes de réalisation de membrures de jambes des figures 23 et 26, l'élément principal 121 comprend une poutrelle 231 de section droite rectangulaire, réalisée en acier plat. Dans la forme de réalisation de la figure 23, la poutrelle 231 est appliquée perpendiculairement contre une crémaillère 133B, au centre de cette dernière, afin que les bords 205 de cette crémaillère soient tournés vers l'extérieur de la poutrelle 231 et de part et d'autre de celle-ci. Les poutrelles du treillis 111 sont reliées aux faces opposées de la poutrelle 231 et elles s'éloignent de la crémaillère 133B. Dans la forme de réalisation de la

figure 24, une crémaillère 133A est appliquée perpendiculai-

rement contre la poutrelle 231, au centre d'une face de cette poutrelle 231, de manière qu'un bord 201 de la crémaillère 133A soit tourné vers l'extérieur de la poutrelle 231. Les poutrelles du treillis 111 sont reliées à l'autre face de la poutrelle 231 de laquelle elles s'éloignent. La forme de réalisation de la figure 25 est analogue à celle de la figure 24, sauf que l'élément 121 de la figure 25 comprend également des plaques 241 et 243 de renfort disposées entre les deux faces de la crémaillère 133A et les extrémités de la poutrelle 231. La forme de réalisation de la figure 26 est analogue à celle de la figure 25, sauf que la crémaillère 133A de la figure 26 ne porte pas directement contre la poutrelle 231. Par contre, un bord 201 de la crémaillère 133A est espacé de la poutrelle 231. La crémaillère 133A de la figure 26 est reliée à la poutrelle 231 par des plaques 241

et 243.

Dans les formes de réalisation de membrures de jambes des figures 27 et 28, l'élément principal 121 comprend un tube 251 qui présente une section droite sensiblement carrée. Dans la forme de réalisation de la figure 27, une crémaillère 133A est disposée à travers un angle du tube 251 de manière qu'un bord 201 de la crémaillère apparaisse à l'extérieur du tube 251 et s'éloigne de ce dernier, à peu près dans la direction d'un prolongement d'une diagonale du tube 251. Un bord 203 de la crémaillère 133A est tourné vers le centre du tube 251. L'élément 121 de la forme de réalisation de la figure 27 comprend également des plaques 253 et 255 de renfort en acier s'étendant entre le bord 203 de la crémaillère 133A et les côtés du tube 251 opposés à l'angle de ce tube 251 traversé par la crémaillère 133A, ces côtés étant identifiés en 257 et 259, respectivement. Des poutrelles du treillis 111 d'entretoisement sont reliées aux côtés 257 et 259 desquels elles partent. Dans la forme de réalisation de la figure 28, une crémaillère 133B traverse totalement et diagonalement le tube 251 de manière que des bords 205 de cette crémaillère 133B soient disposés à l'extérieur du tube 251. Les poutrelles du treillis 111 d'entretoisement partent des côtés du tube 251 vers un côté

de la crémaillère 133B.

Chacune des formes de réalisation des figures 29 à 36 comprend un élément principal tubulaire cylindrique 321

auquel sont fixées des poutrelles d'un treillis 111 d'entre-

toisement, ces poutrelles partant de la surface extérieure de l'élément 321. Ces formes de réalisation ne diffèrent que par le dispositif élévateur qui leur est associé. Ainsi, la forme

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de réalisation des figures 29 et 30 est destinée à être utilisée avec un cric du type à broche et elle présente plusieurs trous 323 réalisés à travers la paroi de l'élément 321. Ces trous peuvent être réalisés de manière à former plusieurs lignes axiales espacées d'un certain angle autour de l'élément 321, comme montré sur les figures 29 et 30. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 31 et 32, l'élément 321 présente une surface lisse destinée à être utilisée avec un cric du type à friction tel que ceux fabriqués par la firme DeLong ou Varco. Dans la forme de réalisation des figures 33 à 35, des plaques parallèles 327 et 329 en acier sont fixées à la surface extérieure de l'élément 321 duquel elles font saillie, le long de ce dernier. Une plaque 331 en acier est fixée entre les bords extérieurs des plaques 327 et 329 afin de former une surface plane espacée de l'élément 321 et orientée à peu près axialement à ce dernier. La plaque 331 en acier est traversée par des trous 333 de manière à former un élément du type crémaillère pour un cric du type à broche. En variante, comme dans le cas de la forme de réalisation des figures 36 à 38, plusieurs boîtiers 335 en acier, comportant chacun une plaque extérieure 337 traversée par un trou, peuvent être fixés suivant une ligne orientée axialement sur la surface

extérieure de l'élément 321.

Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 39, une installation auto-élévatrice mobile 11', analogue à l'installation Il décrite précédemment, sauf en ce qui concerne les types de crics et les formes particulières des jambes, est représentée comme étant élevée au moyen de crics 356 coopérant avec des chaînes 340, de la même manière qu'un système produit par la firme Hydronautics, Inc. Les chaînes 340 sont convenablement fixées ou ancrées à l'extrémité supérieure des membrures 339 de jambes, à proximité de la plate-forme 13', par des bras 354 fixés sur l'extrémité des membrures 339. Les chaînes 340 partent des bras 354 de manière à passer à travers les crics 356, ces derniers étant montés sur la plate-forme 13'. Les chaînes 340 partent des crics 356 jusqu'aux extrémités inférieures des membrures 339 et elles sont enroulées autour de crochets d'amarrage 352 disposés à proximité des extrémités des

membrures 339 les plus éloignées de la plate-forme 13'.

La partie 21 à section droite variable est analogue à celle de la forme de réalisation des figures 3 et 4, sauf que les membrures 339 et 341 à section droite constante comprennent des pieux 343 et 358, respectivement, enfoncés dans le fond 39 de la mer en passant dans la partie centrale évidée des membrures 339 et 341 et dans une ouverture convenable ménagée dans la semelle 351, et les membrures 341 des jambes s'élèvent jusqu'à la surface 345 de l'eau. Les membrures 339 et 341 des jambes de la forme de réalisation de la figure 39 ont généralement une forme tubulaire (voir, par exemple, les formes de réalisation des figures 15 à 17 décrites précédemment), de sorte que les pieux peuvent être enfoncés dans le fond en passant dans ces membrures. L'utilisation de ces pieux permet à l'installation 11' d'être utilisée comme une plate-forme fixée sur des jambes mises en place par battage, cette plate-forme étant analogue aux plates-formes fixes utilisées dans l'art

antérieur. A la différence d'une plate-forme fixe, l'instal-

lation 11' comportant les jambes représentées sur la figure

39 peut être récupérée et réutilisée.

Une sonnette 350 est suspendue au moyen d'une grue 348 ou de tout autre engin convenable de levage à l'aide d'un câble convenable 349 passant sur une poulie 347 de la grue 348 et convenablement relié à un treuil 346 monté sur la plate-forme 13'. La grue 348 est convenablement fixée à la membrure 339 de la jambe ou à une barge portant un derrick

(non représentée).

Lorsque la semelle 351 repose sur le fond 39 de la mer et que la plateforme 13' est élevée en position convenable au-dessus de la surface 345 de la mer, des pieux 342 et 343 sont introduits dans les parties centrales évidées des membrures 339 des jambes par la sonnette 350. Les pieux 342 et 343 sont enfoncés jusqu'à une profondeur convenable dans le fond 39 de la mer au moyen de la sonnette 350. Après que les pieux 342 et 343 ont été enfoncés à une profondeur convenable, ils sont convenablement soudés en 357 et 360, ou bien scellés à l'aide d'un coulis 358 de ciment, sur les membrures 338 et 341 des jambes. Après que la plate-forme 338 a été soudée ou autrement convenablement fixée aux membrures 338 et 341, des puits 344 peuvent être forés. Les puits 344

peuvent être situés à l'extérieur du périmètre de la plate-

forme 13', comme montré sur la figure 39, si l'installation 11' est une installation de production. De plus, les membrures 338 et 341 des jambes peuvent être utilisées pour

supporter les tubes guides des puits 344.

Dans la forme de réalisation de la figure 40, une installation mobile auto-élévatrice 11", analogue à l'installation 11' décrite ci-dessus sauf en ce qui concerne la forme de réalisation particulière des jambes et l'équipement d'enfoncement des pieux, est représentée comme étant élevée au moyen de crics 364 coopérant avec des chaînes 340. La partie 21 de section droite variable est analogue à celle de la forme de réalisation des figures 3 et 4. La jambe 365 comprend des membrures 366 et 369, la membrure 366 étant entretoisée par la membrure 369. Cette dernière est fixée en 375 à la membrure 366 par une soudure ou par toute autre technique convenable, en un point proche de la surface 345 de l'eau lorsque la jambe 365 est placée à la profondeur maximale et nominale de l'eau. De même que dans les autres formes de réalisation, les membrures 369 sont convenablement reliées à la membrure 366 par des entretoises 372 et 373. La membrure 370 supporte la membrure 369 de la forme de réalisation de la figure 40 et elle présente généralement une forme tubulaire (voir, par exemple, les

formes de réalisation des figures 15 à 17 décrites précédem-

ment), de manière que des pieux puissent être introduits dans le guide 370. La membrure 369 de la jambe est reliée au guide 370 de pieux et est supportée par ce dernier en un point convenable 376 auquel elle est soudée ou fixée par une autre technique convenable au guide 370, au- dessous de la surface 365 de l'eau, mais au-dessus du fond 39. L'inclinaison du guide 370 de pieux est supérieure à celle de la membrure 369 de la jambe. Des pieux 371 sont introduits dans la partie centrale évidée du guide 370 et passent dans une ouverture convenable de la semelle 368 afin de pénétrer dans le fond 39

dans lequel ils sont enfoncés par un marteau de battage sous-

marin ou au moyen d'un cric à chaîne ou d'un système à osmose inverse destiné à revêtir le pieu d'une peinture métallique et à charger électriquement cette peinture afin de diminuer

les frottements, ou bien par tout autre moyen convenable.

Après que le pieu 371 a été enfoncé Jusqu'à une profondeur convenable, il est scellé au moyen d'un coulis convenable 381

de manière à être assujetti au guide 370.

Comme représenté sur la figure 42, un faisceau de guides 372, 373 et 374 de pieux est convenablement fixé à une membrure 369' d'entretoisement de jambes par des éléments 378, 379 et 380 et est relié par une soudure convenable ou par tout autre moyen à la membrure 369'. Des pieux 375, 376 et 377 sont enfoncés, en passant dans les guides 374, 373 et 372, respectivement, dans le fond 39 de la mer jusqu'à une

profondeur convenable.

Une forme de réalisation de jambe analogue à

celle de la figure 40 est représentée sur la figure 43.

Cependant, une partie 21' de section droite constante supporte la partie 21 de section droite variable qui est analogue à celle des figures 3 et 4. La partie 21 de section droite constante comprend une membrure 400 pouvant être

conçue pour recevoir des pilotis ou des pieux.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la structure décrite et représentée

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Structure destinée à supporter une plate-

forme auto-élévatrice au-dessus de la surface de l'eau, caractérisée en ce qu'elle comporte une jambe (15, 16 ou 17) qui présente des première et seconde extrémités et qui comporte un premier tronçon (21) dont l'aire de la section droite est variable et qui s'étend de ladite première extrémité jusqu'à un premier point (23) situé entre la première extrémité et la seconde extrémité, un deuxième tronçon d'aire de section droite variable s'étendant du premier point intermédiaire à un second point intermédiaire vers la seconde extrémité, et un troisième tronçon (25) dont l'aire de la section droite est sensiblement constante du second point intermédiaire jusqu'à la seconde extrémité, l'aire de la section droite du premier tronçon étant plus grande, à ladite première extrémité et diminuant de la première extrémité vers le premier point intermédiaire, l'aire de la section droite du deuxième tronçon étant plus grande au premier point intermédiaire et diminuant de ce premier point intermédiaire vers la seconde extrémité, l'aire

de la section droite du troisième tronçon n'étant pas supé-

rieure à celle du deuxième tronçon qui, elle-même, n'est pas

supérieure à celle du premier tronçon.

2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier tronçon de la jambe comprend au moins une première membrure (41) qui comporte un tube dont la partie centrale évidée s'étend sur toute sa longueur, un pieu (57) passant dans cette partie centrale

évidée et dépassant de ladite première extrémité.

3. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que le deuxième tronçon de la jambe comprend au moins une deuxième membrure (45) qui est reliée à la première membrure, l'inclinaison de cette première membrure sur la verticale étant plus grande que celle de la

deuxième membrure.

4. Structure destinée à supporter une plate-

forme auto-élévatrice au-dessus de la surface de l'eau, caractérisée en ce qu'elle comporte une jambe (15, 16 ou 17) qui présente des première et seconde extrémités et qui comporte un premier tronçon (21) ayant une aire de section droite sensiblement constante de la première extrémité jusqu'à un premier point intermédiaire (23) vers la seconde extrémité, un deuxième tronçon dont l'aire de la section droite est variable et qui s'étend du premier point intermédiaire jusqu'à un second point intermédiaire vers la seconde extrémité, et un troisième tronçon (25) dont l'aire de la section droite est sensiblement constante et qui s'étend du second point intermédiaire jusqu'à la seconde extrémité, l'aire de la section droite du deuxième tronçon étant la plus grande au premier point intermédiaire et diminuant de ce premier point vers la seconde extrémité et l'aire de la section droite du troisième tronçon n'étant pas plus grande que celle du deuxième tronçon qui, elle-même,

n'est pas plus grande que celle du premier tronçon.