FR2533879A1 - Navire de traitement a la mer et methode de fonctionnement de ce navire pour recevoir la production de petrole et/ou de gaz en provenance d'un puits sous-marin - Google Patents

Abstract

UN NAVIRE DE TRAITEMENT EN MER50 POUR CONNEXION A DES TUYAUX FLEXIBLES 48, 49 D'UNE COLONNE MONTANTE DE PRODUCTION EN EAU PROFONDE38 COMPORTE DEUX PUITS 60, 70 ALIGNES LONGITUDINALEMENT, UN DERRICK81 AU-DESSUS DU PUITS AVANT60, UNE TOURELLE TOURNANTE MOTORISEE72 DANS LE PUITS ARRIERE70 ET UN SYSTEME TOURNANT DE TRANSFERT DE FLUIDE ENTRE LE NAVIRE50 ET UN FAISCEAU DE CONDUITES D'ECOULEMENT40 CONSTITUE DE TUYAUX FLEXIBLES. LA TOURELLE72 SUPPORTE UN OBTURATEUR75 DISPOSE COAXIALEMENT ET POUVANT ETRE SELECTIVEMENT EJECTE. LES TUYAUX FLEXIBLES48, 49 SONT REUNIS ENSEMBLE POUR CONSTITUER UN RESEAU LINEAIRE QUI PEND COMME UNE CHAINETTE ENTRE L'OBTURATEUR75 ET LA COLONNE MONTANTE38. LE NAVIRE COMPORTE EN PLUS UN CERTAIN NOMBRE DE TOURETS DE TUYAUX FLEXIBLES ET DE TREUILS DE CABLES POUR CONSTITUER LE FAISCEAU40 ET CONNECTER A LA COLONNE MONTANTE38.

Description

Navire de traitement à la mer et méthode de fonctionnement de ce navire

pour recevoir la production de pétrole et/ou de gaz en

provenance d'un puits sous-marin.

La présente invention se rapporte à un navire de traite-

ment à la mer et à une méthode de fonctionnement de ce navire pour recevoir la production de pétrole et/ou de gaz à partir d'un

puits sous-marin.

Lorsque l'on a établi un puits sous-marin, on peut amener l'écoulement de fluide provenant d'une tête de puits ou d'un groupe de têtes de puits, par une colonne montante de production, jusqu'à la surface de l'eau o un navire de surface reçoit les hydrocarbures

fluides pour traitement ou transfert sur d'autres navires de transport.

Lorsque cette opération s'effectue en pleine mer ou lorsqu'elle est soumise, d'une autre façon, à des variations significatives de la marée, des courants et des conditions météorologiques, on peut employer

un système de colonne montante conforme pour établir une communi-

cation pour le fluide entre le navire de surface et les emplacements sousmarins L'installation d'un tel système de colonne montante conforme nécessite généralement de manipuler des conduites flexibles qui servent de conduites d'écoulement pour le pétrole et le gaz, comme conduite de commande hydraulique et comme conduite de service entre le navire de surface et les têtes de puits Ces conduites d'écoulement contiennent du pétrole et/ou du gaz sous pression élevée et sont sujettes à abrasion et risquent de s'emmêler du fait du courant

et des vagues.

Dans un système typique de colonne montante conforme, une section inférieure de colonne montante, relativement fixe, s'étend depuis le fond marin jusqu'à un emplacement immergé situé en-dessous de la zone d'action des vagues, point o elle peut se terminer par une section formant bouée Entre la section inférieure de la colonne montante, amarrée à une bouée, et le navire de surface, on peut utiliser un faisceau de conduites d'écoulement flexibles pour prendre en compte les fluctuations verticales, les courants, qui peuvent se traduire pard'importants déplacements latéraux du navire de surface par rapport à la section inférieure de colonne montante ainsi que

par une action de soulèvement due aux vagues et aux marées.

La section inférieure de la colonne montante peut être installée par un navire de forage de surface ou par un équipement de forage semi-immergé, de façon connue, mais les installations, réparations et opérations de remplacement importantes, comme l'installation d'une portion de faisceau de conduites d'écoulement flexibles et sa maintenance par remplacement des différentes conduites nécessitent d'amener sur place d'autres navires spécialisés Il existe un risque, augmenté en conséquence, de collisions multiples entre des navires importants, une augmentation de coût et le risque que du personnel non familiarisé avec le système de colonne montante

conforme ne soit impliqué dans l'opération.

Cette situation a donc créé un besoin pour un navire de surface qui soit capable d'un fonctionnement continu comme navire-atelier aussi bien que comme unité de traitement et/ou de manipulation des fluides Une telle possibilité de service autonome apporte une réponse plus rapide sur le site, un moindre coût et un risque réduit de collisions de navire pendant les opérations, et permet

que du personnel bien formé se trouve toujours sur place.

Le chargement en mer de pétroliers océaniques et de

navires de traitement sur les sites sous-marins de production nécessi-

tent généralement que le navire soit amarré et connecté de façon multiple par des conduites de transfert à une tourelle autour de

laquelle le navire effectue un mouvement de girouette tout en rece-

vant des hydrocarbures fluides provenant de la colonne montante.

Un joint à orifices multiples du type tête pivotante est fixé à la

tourelle et comporte une portion intérieure qui ne change pas sensi-

blement d'orientation et une portion extérieure qui tourne en même temps que le navire effectue un mouvement de girouette, de sorte qu'il est toujours orienté par rapport au navire Des exemples de telles structures sont décrites dans les brevets US Nos 2 894 268;

3.077 615; 3 082 440; 3 187 355; 3 236 266; 3 237 220; 3 258 793;

3.430 670; 3 614 869; 4 052 090; 4 067 080; 4 107 803; 4 138 751;

4.155 670; 4 173 804 et 4 183 559.

Il y a eu toutefois un certain développement de navires de traitement positionnés dynamiquement, comportant un joint à orifices multiples du type tête pivotante en tant que partie intégrante du navire Typiquement le joint formant tête pivotante est attaché à une structure support, qui fait saillie comme un beaupré depuis la proue ou la poupe, ou bien est connecté à un puits situé dans le navire Les conduites de transfert de fluide relient la portion extérieure du joint formant tête pivotante aux installations de stockage du navire Ces conduites de transfert doivent être maintenues sous une tension sensiblement uniforme et, par-dessus tout, ne doivent pas s'emmêler par suite des changements de longueur lorsque le navire effectue son mouvement de giroutette Des exemples de tels navires sont donnés dans les brevets US Nos 3 335 690; 3 407 768; 3. 590 407 et 3 602 302 De plus les têtes pivotantes pour fluide décrites

dans les brevets US Nos 4 126 336 et 4 183559 semblent être adapta-

bles à une installation à bord d'un navire de traitement.

Par *contre les joints connus formant tête pivotante, qu'ils fassent ou non partie du navire de traitement, sont soumis à des pressions allant jusque 7 x 104 k Pa et contiennent toute une variété de pétrole et de fluide hydrauliques dans une large plage

de pressions, viscosités et actions corrosives Ils risquent par consé-

quent de développer des fuites vers l'environnement ou d'un fluide vers l'autre Le gaz naturel, du fait de ses pressions typiquement élevées et de ses fluidités élevées, fait souvent travailler sévèrement les garnitures d'étanchéité des joints en formant tête pivotante et il est mieux adapté à d'autres types d'interface tournants entre les tuyaux flexibles d'arrivée et des tuyaux de transfert De plus un joint à orifices multiples du type tête pivotante qui transporte

des fluides n'est généralement pas adapté pour faire passer des conduc-

teurs de commande électrique et des conducteurs puissance qui risquent de s'emmêler comme les conduites de transfert de fluide par suite du mouvement de girouette du navire au-dessus de la portion, côté

arrivée, du joint type tête pivotante.

C'est donc un objet de l'invention de réduire au minimum

ou de surmonter les désavantages mentionnés ci-dessus et les difficul-

tés expérimentées dans l'état actuel de la technique.

En conséquence l'invention consiste en un navire de traitement en mer, comportant une coque de forme allongée et un pont principal pour assurer des fonctions de service sous-marin sur un système de colonne montante de production en eau profonde, caractérisé en ce qu'il comprend: A une paire de puits s'étendant verticalement depuis ledit pont principal jusqu'à une extrémité inférieure ouverte en dessous du niveau de l'eau;

B des installations de stockage en-dessous du pont, commu-

niquant avec l'un desdits puits; C des moyens d'amenage et de retrait agissant en coopération et disposés auxdits puits pour ( 1) introduire un certain nombre de tuyaux flexibles dans l'eau sous ledit navire, ( 2) remorquer lesdits tuyaux flexibles entre lesdits puits; ( 3) travailer sélectivement aux deux extrémités desdits tuyaux flexibles

( 4) équiper lesdits tuyaux flexibles de pièces de compo-

sants choisis pour constituer un faisceau de conduites d'écoulement

en forme de chaînette entre lesdits puits sous ledit navire.

( 5) abaisser l'extrémité d'entrée dudit faisceau de condui-

tes d'écoulement depuis ledit puits jusqu'au dit système de colonne montante et y effectuer les connexions, tandis que l'extrémité de

sortie dudit faisceau de conduites d'écoulement reste fixée à un obtura-

teur amovible situé à l'intérieur de l'autre puits.

De préférence les puits sont dans l'alignement longitudinal de la partie avant du navire, l'un desdits étant à quatre côtés et l'autre étant circulaire De préférence le puits à quatre côtés est un puits de service, les installations de stockage étant disposées entre le pont principal et le niveau de l'eau, à côté du puits de service et comprenant une tablette décalée s'étendant dans la coque à partir du puits de service, pour le stockage des composants et des outils d'installation du faisceau de conduites d'écoulement, une paire de

monorails de levage étant disposés au-dessus.

L'autre puits circulaire comporte de préférence une tourelle circulaire dans laquelle on tire sélectivement un obturateur, ce par quoi la tourelle est efficacement fermée, de sorte que les charges dynamiques exercées sur l'obturateur sont réduites par forte mer du fait que l'on réduit au minimum la montée et la descente de l'eau dans la tourelle De préférence le puits à tourelle et l'obturateur

sont de forme cylindrique mais peuvent être coniques par exem-

ple Cet obturateur comprend un certain nombre d'ouvertures, disposées circulairement, à travers lesquelles on tire, en provenance du puits

de service, les extrémités, côté sortie, de toutes les conduites flexi-

bles qu'il faut assembler pour constituer le faisceau des conduites d'écoulement, ce par quoi les extrémités côté écoulement sont toutes

au-dessous du niveau de l'eau pour permettre l'inspection et le rempla-

cement manuels des composants de connexion De préférence on attache un châssis support de structure aux parois de la tourelle cylindrique et on connecte l'obturateur, avec possibilité de le faire tourner et de le détacher aux côtés de la tourelle sous ce châssis support Un dispositif de rotation, attaché à la tourelle fait sélectivement tourner l'obturateur pour effectuer tout alignement mineur du faisceau de

conduites flexibles nécessaire pour la connexion.

Un certain nombre de connecteurs de forme allongée sont de préférence supportés par le châssis support et sont sélectivement connectés, par leurs extrémités inférieures, aux extrémités côté sortie des différents tuyaux flexibles, ce par quoi les tuyaux flexibles lourds

sont supportés indépendamment de l'obturateur, avec une force cons-

tante dirigée vers le haut qui réduit les déplacements mécaniques vers le haut et vers le bas qui pourraient causer des contraintes de fatigue Ces connecteurs sont verrouillés et déverrouillés par commande à distance et les extrémités supérieures des connecteurs sont connectées à des conduites de production disposées verticalement, une conduite

pour chacun des tuyaux flexibles, dans la tourelle.

Selon un autre aspect, l'invention consiste en une méthode de manoeuvre d'un navire de traitement en mer, comportant un puits à tourelle motorisée et un puits de service s'étendant verticalement depuis son pont principal jusqu'à la base de sa coque, des installations de stockage en- dessous du pont communiquant avec le puits de service, des tourets de stockage des tuyaux flexibles manoeuvrables en passant par le puits de service, des treuils pour câbles manoeuvrables en passant par les deux puits, et des moyens pour tendre les tuyaux

flexibles manoeuvrables en passant par le puits à tourelle, pour assem-

bler un certain nombre de tuyaux flexibles de service et de production pour constituer un faisceau de conduites d'écoulement à connecter à une section fixe de colonne montante de production s'étendant depuis le fond marin jusqu'à une bouée sous la surface, ladite méthode comprenant les phases suivantes: A positionner ledit navire approximativement au-dessus de ladite bouée située sous la surface, cette dite bouée étant en avant dudit puits de service;

B positionner un obturateur amovible dans une tourelle tour-

nante située dans ledit puits à tourelle; C abaisser un câble de remorquage à travers ledit obturateur; D lancer un engin télécommandé à travers ledit puits de service et amener un câble de récupération jusqu'au dit câble de remorquage à l'aide dudit engin télécommandé; E connecter ledit câble de remorquage et ledit câble de récupération, ramener ledit engin télécommandé jusqu'au dit puits de service et renvider ledit câble de récupération tout en laissant filer ledit câble de remorquage; F tirer ledit câble de remorquage jusqu'au dit puits de service et attacher à son extrémité l'un des tuyaux flexibles;

G répéter les phases C à F jusqu'à ce que deux câbles sup-

ports de tuyau flexible aient été attachés à deux autres câbles de remorquage; H laisser filer ledit tuyau flexible et les deux dits câbles supports dans l'eau sous ledit navire sur une portion de leur longueur; 1 déplacer un premier palonnier, comportant un certain nombre de portes verrouillables, depuis une position arrimée dans lesdites installations de stockage jusqu'au dit puits de service, y attacher les deux dits câbles supports et installer ledit tuyau flexible dans une porte dudit palonnier; J répéter successivement la phase 1 jusqu'à ce qu'un certain 7- nombre de palonniers aient été attachés audit tuyau flexible et auxdits câbles supports et jusqu'à ce que toute la longueur dudit tuyau flexible soit filée et pendante sous ledit navire K tirer les trois câbles de remorquage attachés audit tuyau flexible et auxdits câbles supports jusqu'au dit puits à tourelle L lever ledit tuyau flexible et lesdits câbles supports à travers des tubes de guidage situés dans ledit obturateur de tourelle, jusqu'à une position en tête dudit obturateur, fixer ledit tuyau flexible à ladite tourelle et faire reprendre le poids desdits câbles supports et desdits palonniers parladite tourelle, étant précisé que lesdits câbles de support et ledit tuyau flexible forment une suspente sous ledit navire; M déplacer un étrier, comportant un certain nombre de portes verrouillables, depuis une position de stockage dans lesdites installations de stockage jusqu'au dit puits de service et verrouiller ledit tuyau flexible dans une porte'respective de l'étrier; N répéter les phases C, D, E et F en abaissant ledit câble de remorquage, en tirant ledit câble de remorquage à l'aide dudit engin télécommandé et en connectant ledit câble de remorquage successivement à un certain nombre d'autres tuyaux flexibles; et

O tirer lesdits autres tuyaux flexibles depuis ledit puits-

de service jusqu'au dit puits à tourelle et à travers ledit obturateur et attacher lesdits autres tuyaux auxdites portes dudit étrier et auxdites portes dudit certain nombre desdits palonniers pour constituer ledit faisceau de conduites d'écoulement sous forme d'une suspente entre

lesdits puits et sous le navire.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront

mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple

de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels -

la figure 1 est une vue en plan schématique d'un navire de traitement, montrant la paire de puits et certaines des structures associées du pont; la figure 2 est une vue schématique en élévation latérale du navire de traitement, à poste fixe, assurant la production des hydrocarbures fluides à travers un faisceau de conduites d'écoulement connectées à une section fixe de colonne montante de production s'étendant depuis le fond marin; la figure 3 est une vue en plan d'un détail du puits de service et des installations de stockage, sous le pont, associées, en tireté, montrant l'étrier en stockage et après déplacement dans le puits la figure 4 est une vue en coupe verticale d'un détail selon la ligne 4-4 de la figure 3, montrant l'étrier en place; la figure 5 est une coupe en élévation de l'obturateur de tourelle, montrant deux tuyaux flexibles attachés aux connecteurs et ensuite aux conduites rigides de production; la figure 6 est une vue en coupe selon les lignes 6-6 de de la figure 5, montrant les onze conduites de service et de production qui traversent l'obturateur; la figure 7 est une vue en élévation latérale d'un détail montrant la tête de l'obturateur, comme vu sur la figure 5 la figure 8 est une vue -en élévation en coupe des conduites de production à l'intérieur de la colonne; la figure 9 est une vue en plan montrant la disposition des conduites des connecteurs pour deux conduites situées dans la colonne

la figure 10 est une vue en plan des conduites de produc-

tion situées dans la colonne; la figure Il est une vue en élévation latérale d'un système tournant de transfert de fluide en combinaison avec des moyens de mise sous tension des tuyaux flexibles terminaux; la figure 12 est une vue en plan en coupe de la tête pivotante à passages multiples du système de transfert de fluide de la figure 11; la figure 13 est une coupe en élévation latérale, détaillée, de la tête pivotante; la figure 14 est une -vue latérale partielle de la tête pivotante représentée sur la figure 13 la figure 15 est une vue en plan schématique d'une portion de la tête pivotante de la figure 13; la figure 16 est une en plan schématique d'une autre portion de la tête pivotante de la figure 13; la figure 17 est une vue en élévation latérale des rateliers

supports de tuyaux flexibles, avec bras fixes, pour le tambour mobi-

le la figure 18 est une vue latérale de rateliers supports de tuyaux flexibles représentés sur la figure 17 la figure 19 est une vue en élévation latérale d'un détail en coupe d'un bras fixe comme représenté sur la figure 18, supportant un tuyau flexible autour du tambour; les figures 20 et 21 sont une vue en élévation latérale et une vue en bout respectivement d'une roue de chariot sur un rail, cette roue de chariot étant pourvue d'un flasque pour résister au

glissement latéral et au risque de retournement du tambour mobi-

le;

la figure 22 est une vue schématique en élévation laté-

rale d'une pince à frottement et d'un rail d'accrochage centrés sous

le tableau;

la figure 23 est une vue en élévation latérale d'un dispositif de mise sous tension individuelle d'un tuyau flexible terminal; la figure 24 est une vue en plan schématique d'un tambour mobile, ainsi que d'une conception variante des rateliers supports, présentant des bras tournants représentés en deux positions, la position support étant en tireté; la figure 25 est une vue en plan d'un dispositif d'orientation de l'obturateur pour aligner les connecteurs de tuyaux flexibles et

les figures 26-37 illustrent la méthode à utiliser pour introdui-

re, remorquer et mettre en suspente un certain nombre de tuyaux flexibles de service et de tuyaux flexibles haute pression dans l'eau sous le navire de traitement pour constituer un faisceau de conduites

d'écoulement.

Dans l'explication suivante il faut comprendre que le navire de traitement peut être utilisé avec toute section inférieure de colonne montante, immergée, se tenant par elle-même, qu'il s'agisse d'une conduite rigide ou d'un tuyau flexible tendu par une bouée, attachée au fond marin et connectée à une unique de tête de puits, à un système multi- tête de collecte et de production et/ou des distributeurs pour

recevoir et manipuler le pétrole et le gaz.

Il faut de plus comprendre que bien que l'on préfère assembler un certain nombre de conduites d'écoulement flexibles pour constituer un faisceau flexible prenant la forme d'une chaînette, ces conduites d'écoulement flexibles peuvent être individuellement connectées entre le

puits de la tourelle et la section de la colonne montante.

Les conduites flexibles préférées sont des conduites enrobées multicouches Coflexip Ce sont des conduites rondes présentant un revêtement de protection extérieur en matériau à faible coefficient de frottement Les conduites d'écoulement existent sur le marché selon toute une variété de tailles et peuvent être fournies avec des

extrémités détachables.

Le faisceau de conduites d'écoulement du type en ruban limite substantiellement les contacts entre les conduites flexibles et laisse un jeu suffisant au palonnier pour permettre un mouvement longitudinal sans obstacle Les conduites flexibles peuvent y être

maintenues en alignement parallèle ou en structure "rubanée" substan-

tiellement sur toute leur longueur Les palonniers transversaux, disposés à une certaine distance longitudinale le long du faisceau de conduites d'écoulement permettent de maintenir parallèlement l'une à l'autre

des conduites multiples de longueur égale.

En se reportant aux figures 1 et 2, on voit le navire 50 au point fixe à l'intérieur d'un cercle de garde, tout en s'occupant de l'exploitation d'un faisceau de conduites d'écoulement 40 constitué de tuyaux souples de service et de production fixés, par leur extrémité d'arrivée, à une section de colonne montante 38 en un emplacement

en pleine mer.

La section de colonne montante 38 comporte une bouée 39 à son extrémité supérieure pour maintenir cette section de colonne montante 38 en position verticale sous tension, en dessous de la zone de l'eau de surface normalement affectée par les conditions de surface par exemple les vagues, les courants, les vents de surface, etc

Un étrier 41 sert à attacher le faisceau de conduites d'écoule-

ment 40 en tête de la section de colonne montante 38 &quatre palonniers 43 maintiennent les tuyaux flexibles 48, 49 du faisceau de conduite d'écoulement 40 en relation linéaire pour réduire au minimum le

risque de frottement et d'emmêlement des tuyaux L'extrémité supé-

rieure ou extrémité côté sortie du faisceau de conduites d'écoulement 40 passe à travers un puits à tourelle 70 dans le navire 50 et en particulier passe à travers un obturateur éjectable 75 situé à l'intérieur de la tourelle tournante 72 et-attachée à cette tourelle 72 elle-même montée à l'intérieur du puits à tourelle 70 Les tuyaux flexibles 48

49 sont ensuite connectés à des tuyaux flexibles terminaux qui s'éten-

dent à travers une colonne 110 pour rejoindre un tambour mobile ou à travers une tête pivotante 120 (figure 11) pour rejoindre une tour 85 située sur le pont principal 53 du navire 50 Un ensemble support de tuyaux flexibles maintient les tuyaux flexibles terminaux en position horizontale entre le tambour mobile 140 et la colonne 110 d'une part et entre la tour 85 et la tête pivotante 120 d'autre part. Lorsque le vent et la houle changent de direction, le navire de traitement peut prendre un mouvement de girouette autour de

la tourelle 72 pour s'orienter, à l'aide de ses moteurs, dans les condi-

tions régnantes de vagues, de houle et de vent, de façon à maintenir le faisceau 40 de conduites d'écoulement selon une forme de chaînette préférée sans tordre le faisceau de tuyaux flexibles, tandis que la production des fluides du pétrole et le service du faisceau 40 de conduites d'écoulement se poursuivent sur une base routinière En fait la tourelle tournante 72 reste fixe pendant que le navire 50 tourne et pendant qu'un sous-système tournant du fluide transfert les fluides de production, la puissance électrique, la puissance hydraulique et les signaux de commande à travers un interface tournant pour passer du faisceau de conduites flexibles 40 au navire 50 en passant par les tuyaux flexibles terminaux qui sont supportés horizontalement et maintenus sous tension uniforme pendant au moins une rotation

de girouette du navire de 2700.

Toutefois si des conditions météorologiques adverses apparais-

sent comme menaçantes, le navire 50 peut réaliser une déconnexion opérationnelle avec notification préalable minima de trois heures en éjectant l'obturateur 75 et le faisceau 40 de conduites flexibles

qui ysont attachées,enlaissant unebouée connectée& l'obturateurper-

mettant de le repérer après passage du mauvais temps attendu.

Le navire 50 est également capable de réaliser des opérations de déconnexion d'urgence, s'il n'est pas possible de les notifier avec une avance suffisante, en effectuant une déconnexion d'urgence à l'étrier 41 pour permettre au faisceau de conduites flexibles 40 de se détacher de la bouée 39 située sur la surface et tendre verticalement sous le navire Ces opérations de déconnexion, que ce soit en opération Du en urgence, peuvent s'effectuer par commande à distance mais peuvent également utiliser des installations de secours de déconnexion manuelle disponibles. Le navire 50 comporte une coque de forme allongée comprenant

des côtés 51, un pont principal 53 et une proue 55 Le navire 50 com-

porte en outre une zone de plongée 56 et des puits avant, arrière , 70 respectivement qui s'étendent depuis le pont principal 53 jusqu'aux extrémités inférieures ouvertes situées sous la ligne de

flottaison 59 Le navire 50 comporte également un équipement auxi-

liaire y compris des treuils, des tourets pour tuyaux flexibles et un derrick 81, disposés sur le pont principal 53 autour des puits 60, 70 et utilisés pour: (a) stocker et abaisser sélectivement des tuyaux flexibles 48, 49 dans l'eau et manipuler ces tuyaux flexibles et les

composants associés pour constituer un faisceau de conduites d'écou-

lement 40; (b) suspendre le faisceau 40 pour connecter son extrémité côté entrée à la section 38 formant bouée de la colonne montante et son extrémité côté sortie au sous-système tournant de transfert de fluide; et (c) récupérer les différents tuyaux flexibles et même la totalité du faisceau Ps' il est nécessaire d'assurer leur maintenance

ou leur remplacement.

D'autres postes importants de l'équipement disposés sur le pont principal ou près de ce pont comportent: ( 1) le sous-système tournant de transfert de fluide, y compris un certain nombre de tuyaux flexibles de transfert 109, 129 pour transférer des fluides et de l'énergie à travers des interfaces tournants entre le navire et le faisceau; et ( 2) des moyens de mise sous tension pour maintenir la tension des tuyaux flexibles de transfert 109, 129 disposés entre les interfaces et les installations de stockage du navire 50, pendant que le navire reçoit les fluides de production et prend un mouvement de girouette

au moyen de ses moteurs, autour de la tourelle tournante 72.

Le puits avant 60 est un puits de service, rectangulaire vu en plan, comportant des côtés 61, une extrémité inférieure ouverte 63 et une zone de stockage 65 située sous le pont principal 53 et accessible par le côté tribord du puits 60 Une paire de monorails de levage en tête 67 s'étendent au-dessus de la zone de stockage et sur toute la longueur du puits de service 60 Cette zone de stockage réduit la nécessité de faire passer des éléments importants depuis le pont jusque dans le puits de service 60, ce qui nécessiterait

autrement la dépose du panneau d'écoutille installé en tête du puits.

Les éléments qu'il est commode d'amarrer dans l'espace de stockage comprennent: une conduite en forme de col de cygne comprenant une longueur de conduite rigide en forme de U pour connexion de l'étrier 41 à la bouée 39, un outil de manoeuvre du col de cygne

47, les quatre palonniers 43 pour les faisceaux de conduites d'écoule-

ment 40 et l'étrier de conduites d'écoulement 41 Les deux monorails de levage en tête 67 ont une capacité de 9 x 103 kg chacun pour manutentionner ou déplacer de l'équipement de toute la zone de stocka-

ge jusque dans le puits de service 60.

Des dimensions préférées pour le puits de service 60 sont au moins 9 m par 14 m en vue en plan, de préférence 10 m par 14 m, bien qu'une ouverture carrée de Il m de côté puisse convenir

mais soit moins commode.

Un plancher, type plancher de forage, (non représenté) est installé en tête du puits de service 60 et est équipé de glissières pour supporter depuis une tige de forage de Il cm jusqu'à une -colonne montante de 30 cm, 30 000 k Pa Le poids de la colonne montante de 30 cm à supporter dépend de la profondeur de l'eau dans laquelle il faut installer la colonne montante Pour une profondeur d'eau de

305 m, un poids de presque 1,4 x 105 kg doit être repris par le plancher.

Les méthodes de connexion à employer à la base de la section 38 de la colonne montante peuvent nécessiter une table tournante sur

le plancher.

Le pont principal 53 du navire 50 supporte toute une variété d'équipement auxiliaire y compris le derrick 81 installé au-dessus du puits de service 60 pour manutentionner les conduites de forage pour faire passer et installer les sections en col de cygne formant bouée de la colonne montante Le derrick 81 peut également servir à tirer les conduites constituant la section de la colonne montante et dans ce cas son mécanisme de tirage doit être capable de manipuler environ 1,4 x 105 kg Le mécanisme de tirage doit être également compensé pour réduire l'impact du train de tiges sur la bouée de la colonne montante La hauteur du derrick 81 doit permettre de manutentionner une longueur simple de tige de forage et sa structure doit être capable de supporter les charges impliquées par la manutention des conduites flexibles, les câbles de levage, les câbles de guidage

des câbles supports du faisceau de conduites d'écoulement.

Un certain nombre de tourets 87 de tuyaux flexibles sont également disposés en avant du puits 60 et une paire de treuils de levage 91 sont situés à chaque angle avant du puits 60 De plus quatre treuils pour câbles de guidage 93 avec tendeurs sont situés aux quatre

angles du puits 60.

Les treuils de levage 91 servent à manutentionner l'étrier 41 et le faisceau de conduites d'écoulement 40 pendant l'installation initiale (environ 5 x 104 kg sur chaque treuil) ainsi qp 1 à récupérer les conduites d'écoulement 40 après une opération de déconnexion en urgence Ces treuils de levage ont des tendeurs à vérin montés sur le pont pour éviter le choc de l'étrier 41 et de la bouée de colonne montante 39 pendant l'installation Une poulie pour chaque câble

de levage est montée sur le derrick 81.

Des treuils de câble de guidage 93, également équipés de tendeurs, opèrent en passant par des poulies situées sur le derrick 81 pour permettre de garder un intervalle entre les différents câbles de guidage, comme suit: quatre câbles de guidage à un intervalle de 8,5 m par 4 m pour l'installation du col de cygne, deux câbles de guidage à intervalle de 12,5 m pour l'installation de l'étrier et deux

câbles de guidage à l'intervalle de 0,6 m pour les opérations de rempla-

cement des tuyaux flexibles.

Il est également prévu deux treuils 99 de câbles supports de conduites d'écoulement pour manoeuvrer et remplacer les câbles supports du faisceau de conduites d'écoulement ou les câbles de rap-

pel Chaque treuil manoeuvre deux câbles supports ou câbles de rappel.

Un treuil 99 est situé en avant du puits de service 60 et comporte sur le pont des poulies à chape amovible pour guider les câbles d'un côté ou de l'autre du puits de service et par-dessus la poulie du câble de levage du derrick 81 du fait que l'on utilise pas simultanément les câbles supports et les câbles de levage Le second treuil 99 de câble support est situé en avant du puits à tourelle mais n'est pas représenté sur le dessin Il effectue des opérations% identiques pour les opérations de tirage et de remplacement des câbles supports sur le puits à tourelle 70 Deux poulies 139 (voir figure 12) sont montées en tête de la colonne 110 -pour guider les câbles depuis le treuil 99

en descendant à travers la tourelle 72.

Un treuil 97 pour l'obturateur est situé côté orifice du puits

-à tourelle 70 et en avant de ce puits 'et fournit la capacité de manu-

tention pour les opérations d'éjection et de rentrée de l'obturateur lorsqu'on effectue une déconnexion opérationnelle Ce treuil 97 est également nécessaire pour remorquer les tuyaux flexibles de service et de production entre les puits 60, 70 pour les opérations d'installation et de remplacement Une grande poulie 135 est montée en tête de la colonne 110 pour centrer le câble 137 de manoeuvre de l'obturateur

(figure 11) au-dessus de cet obturateur 75.

Le puits à tourelle 70 a des parois cylindriques 71 et contient la tourelle 72 à rotation motorisée et présentant des parois latérales cylindriques 73 et un flasque 74 en tête de tourelle, comme on le voit sur la figure 5-7 L'obturateur est normalement situé à l'intérieur de la tourelle 72 pour supporter l'extrémité côté sortie du faisceau de conduites d'écoulement Cet obturateur 75 présente une portion de corps 76 de forme générale cylindrique et une tête en tronc de cône 77 En opération normale, l'obturateur 75 est de préférence situé dans la tourelle 72 de façon telle que son extrémité inférieure coïncide avec la quille -du navire et que sa tête soit voisine des poutres supports attachées aux parois latérales 73 La tête en tronc cône 77 de l'obturateur 75 agit comme guide d'alignement lorsque l'on tire cet obturateur 75 dans lep uits 70 à travers l'ouverture qui se trouve à l'extrémité inférieure de la tourelle 72. A l'intérieur de l'obturateur 75 se trouvent 16 tubes de guidage 118 qui fournissent des passages pour douze tuyaux flexibles et deux

câbles supports ou câbles de rappel du faisceau des conduites d'écou-

lement, y compris deux passages de réserve utilisés chaque fois qu'il faut remplacer des câbles supports Chacun de ces tubes de guidage 118 va depuis la base de l'obturateur 75 jusqu'au niveau support de tirage défini par les poutres supports Les dimensions préférées de l'obturateur 75 sont un diamètre extérieur de 5,5-7,6 m et une

hauteur de 13,7-15,2 m.

Bien que l'obturateur 75 ait de préférence la forme d'un cylindre avec une extrémité en tronc de cône, cet obturateur peut être construit avec d'autres formes Une forme conique par exemple présente plusieurs avantages tels que des surfaces multiples de portée et une plus grande dispersion des tuyaux flexibles au fur et à mesure

qu'ils pénètrent dans l'extrémité inférieure plus large de l'obturateur.

Au-dessus de la tête 77 de l'obturateur 75 se trouve un châs-

sis support 79 situé au niveau principal support de structure à 4,6 m audessus du niveau support de tirage Ce châssis principal 79 est constitué de quatre poutres treillis supports allant de part et d'autre des parois de la tourelle 73, avec des traverses pour supporter les tuyaux flexibles 48, 49 qui sont supportés à ce niveau pendant les conditions normales d'exploitation Un plancher en caillobotis est prévu en tête de cette charpente métallique C'est à ce niveau que s'effectue l'orientation de l'obturateur 75 après installation initale

ou après reconnexion après une déconnexion d'exploitation.

L'avantage de supporter les tuyaux flexibles 48, 49 à ce niveau et non pas à l'intérieur de l'obturateur est qu'il s'exerce ainsi

sur l'obturateur 75 une force constante dirigée vers le haut qui main-

tiént l'obturateur bien en place De plus on a alors le minimum de charge) de fatigue transmiselvers le haut et vers le bas, qui, autrement,

pourraient être à l'origine de déplacement mécanique.

Comme représenté sur la figure 25, après que l'obturateur ait été tiré dans la tourelle 72 il est fréquemment nécessaire

d'orienter cet obturateur 75 pour obtenir un alignement des connec-

teurs des tuyaux flexibles Un mécanisme convenable pour le faire comporte une paire de vérins 191 qui travaillent en s'appuyant contre le support principal de structure pour faire tourner l'obturateur 75 par l'intermédiaire d'un connecteur 108 (figure 5) Ce connecteur comporte un mécanisme de dégagement commandé à distance de sorte que pendant une déconnexion opérationnelle il suffit de laisser tomber l'obturateur 75 depuis la tourelle 72 Le connecteur 108 sert également à transmettre les charges principales depuis l'obturateur

jusqu'aux parois de la tourelle 72 en passant par les poutres treil-

lis supports principales du châssis support 79.

Des butées et des verrous d'obturateur (non représentés sur les dessins) sont prévus en trois endroits et attachés sur les côtés de la tourelle 73 juste au-dessus du niveau support de tirage Une fois effectuéel'orientation de l'obturateur 75, les éléments en extension

des butées viennent en extension et sont goupillés en position Des ver-

rous manuels d'obturateur sont également attachés à ces éléments en extension Les butées d'obturateur reprennent la force verticale agissant sur l'obturateur 75 et les verrous d'obturateur agissent en secours du connecteur 108 au cas o il serait défaillant Le connecteur

108 peut avoir environ 76 cm de diamètre.

Les tuyaux flexibles Coflexip du faisceau de conduites d'écou-

lement 40 passent à travers les tubes de guidage 118 et se terminent en un point situé approximativement à 0,9 m au-dessus du niveau support de tirage de l'obturateur 75 En soutien des terminaisons des tuyaux flexibles, il est prévu des connecteurs 101 àcollet et

bride, un pour chaque tuyau flexible, pour connecter les tuyaux flexi-

bles 48, 49 à des longueurs droites de conduites de production 102 disposées verticalement et connectées à des éléments déportés à bride 103 et ensuite à des conduites disposées verticalement 105, 106. En se reportant aux figures 8-10, les conduites rigides 105, 106, sont disposées verticalement à l'intérieur de la colonne 110 qui comporte une paroi latérale cylindrique 113, une base 111, une tête 114 et des tablettes 115 Il est commode que la colonne 110 ait une hauteur de 10,7- 12,2 m et un diamètre de 5,5-7,6 m Une hauteur préférée pour la colonne 110 est 11,9 m avec sa base 111 supportée sur le flasque 74 à environ 3 m en dessous du pont principal 53 La

tête 114 est à la même hauteur que la tête du tambour 140 Un diamè-

tre interne commode pour la colonne 110 est 6,4 m.

Les conduites verticales 105 contiennent les liquides de produc-

tion transportés sous volume important et ne contenant pas de gaz, y compris le débit sortant du tuyau flexible 48 de 0,3 m Les conduites 106 disposées verticalement contiennent les autres liquides et les gaz, y compris les débits sortant des autres tuyaux flexibles plus

petits 49 et contiennent également les conducteurs venant en prolon-

gement des tuyaux souples de service Les conduites 106 sont cintrées pour former des portions terminales disposées horizontalement attachées

aux connecteurs 107 pour tuyaux flexibles et brides Les tuyaux flexi-

bles 109 sont attachés aux portions terminales des connecteurs 107, traversent la paroi 113 et, tout en reposant sur les tablettes de forme

115, s'enroulent au moins deux fois autour de la colonne 110, fournis-

sant ainsi une longueur suffisante pour se dérouler lorsque le navire prend un mouvement de girouette autour de la tourelle 72 Les portions terminales, les connecteurs et les tuyaux flexibles 109 vont en décroissant depuis la base 111 jusqu'à la tête 114, en commençant par le tuyaux flexible 106 A de 20 cm Les tuyaux flexibles 106 B de cm, les tuyaux flexibles 106 C de 10 cm et les tuyaux flexibles

106 D de 7,6 cm, dans cet ordre, cintrés à 900 sont attachés aux connec-

teurs et se poursuivent sous forme des tuyaux flexibles 109 à travers la paroi 113 sur les tablettes 115 pour constituer des spires 117 autour de la colonne 110 avant de gagner horizontalement le tambour mobile 140. Les conduites verticales 105, 106 sont disposées selon un dessin circulaire comme on le voit en particulier sur la figure 10, pour réduire au minimum le risque d'emmêlement et pour optimiser l'espace pour la maintenance Les tuyaux flexibles 106 sont placés angulairement à des distances angulaires 104 l'un de l'autre, variant de 25 à 360 La conduite 105 de 30 cm par contre est séparée de chaque côté, d'un angle de 40 , de la conduite voisine 106 C de 7,6 cm. La conduite 105, contenant du liquide sous grand débit, se poursuit verticalement vers le haut à travers la colonne 110 jusqu'à la tête pivotante 120 multi-passage montée en haut de la colonne sur une plate-forme 122, comme on le voit sur les figures 11 et 12 La tête pivotante multi-passage 120 est de préférence une

tête pivotante toroîdale à trois passages, développée par IMODCO.

L'ensemble de la tête représentée sur les figures 13-16 présente des

cintrages de conduite allant jusque trois fois le diamètre de la conduite.

Les conduites de production 105 qui passent par la tête pivotante sont: une conduite de groupe de diamètre 30 cm ( 34,5 x 10 k Pa), une conduite d'injection d'eau de diamètre 20 cm ( 27,6 x 103 k Pa) et une conduite de "gas lift" (procédé de production par injection de gaz provoquant l'allègement par émulsion de la colonne de pétrole) de diamètre 15 cm ( 13,8 x 103 k Pa) Chacune de ces conduites 105 traversent verticalement la colonne 110 jusqu'à la tête pivotante

120 puis passe de la tête pivotante 120 jusqu'à la tour 85.

Comme on le voit sur la figure 13, la tête pivotante toroi-

dale est conçue avec des garnitures d'étanchéité 124 entre les portées.

intérieure et extérieure 123, 125 respectivement de chaque chambre toroidale 121 La portée intérieure 123 se déplace avec la tourelle 72 tandis que la portée extérieure 125 se déplace avec le navire de o traitement 50 Les câbles pendants 137 utilisés pour tirer l'obturateur et les tuyaux flexibles Coflexip 48, 49 dans le navire 50 passent

à travers le noyau de la tête pivotante 120.

La tête pivotante 120 est un dispositif à trois étages, comme on le voit en particulier sur la figure 13, comportant des entrées connectées aux conduites 105 et des sorties 127 Comme on le voit sur les figures Il et 12, les sorties 127 sont connectées à des tuyaux flexibles terminaux 129 qui, en passant par la tour 85, gagnent les installations de stockage (non représentées) du navire 50 tout en étant supportés sur un ratelier support de tuyaux flexibles qui, par souci

de simplicité, n'est pas représenté sur les dessins.

La tête pivotante 120 commande la longueur des tuyaux flexibles terminaux 129 lorsque le navire 50 effectue un mouvement

de girouette et contrôle donc la tension de ces tuyaux flexibles Toute-

fois il est nécessaire que la longueur de ces tuyaux flexibles 129 soit ajustée avec une assez grande précision et c'est pourquoi il est prévu dans ce but un mécanisme 180 (figure 23) de mise sous tension des tuyaux flexibles Par conséquent un tuyau flexible 129 est connecté à un connecteur 181 et ensuite à la conduite de production 185 qui traverse les entretoises 183 pour descendre verticalement vers les installations de stockage du navire Un dispositif de mise sous tension 187, attaché à la tour 85, permet à la conduite de production 185 de prendre une flèche allant jusque 5 cm sur une longueur de 15 m et on peut ajouter si nécessaire des entretoises supplémentaires 183 au point de terminaison pour faire en sorte que les tuyaux flexibles

aient des longueurs égales.

Sur le haut 114 de la colonne 110 est montée une poulie équipée 130 qui comprend un châssis 131 fixé à la colonne 110, des roulements à rouleaux 133 qui permettent à ce châssis 131 de tourner lorsque le navire 50 prend son mouvement de girouette, une poulie de pose 135 montée en haut du châssis 131 et centrée au-dessus du puits à tourelle 70, poulie sur laquelle passe le câble de pose 137 venant de l'obturateur 75, ainsi qu'une paire de poulies pour câbles supports 139 sur lesquelles passent des câbles de rappel 209 pour supporter le faisceau 40 de conduites d'écoulement et l'obturateur 75. Comme on le voit sur la figure Il les conduites de production contenant du gaz et d'autres fluides et des conduites de service comme les conduites hydrauliques et électriques, passent de la colonne 110 à un tambour mobile 140 comportant le tambour cylindrique proprement dit 143, des poutres supports 152, des chariots, une paire de rails 151 de déplacement situés à une certaine distance l'un de l'autre, un rail d'accrochage 153 disposé dans l'axe entre les deux rails de

déplacement 151 et un ratelier support de tuyau flexible et son équipe-

ment 160 ou 170 Le tambour 143 a une base 141, une tête 144, des tablettes courbes 145 et des flasques supports verticaux 147 représentés

sur la figure 19.

Le tambour 143 est supporté sur des poutres supports 152 attachées à des chariots qui comprennent les roues de chariot 155 et les essieux 157 comme on le voit en particulier sur les figures et 21 et qui roulent sur une paire de rails 151 comme on le voit

sur la figure 24.

Le tambour 143 est monté sur des poutres supports 152 de façon telle que les conduites hydrauliques, les conduites de production et les conduites électriques 109 glissent sur les tablettes 145 au fur et à mesure que le tambour 143 avance sur les rails 151 Les tablettes ont une profondeur croissante de haut en bas de sorte que les axes des conduites de 7,6 cm, qui se trouvent près de la tête 144 sont directement au-dessus des axes des conduites de 20 cm qui se trouvent près de la base 151 -et que les axes de toutes les conduites

109, lorsqu'elles sont sur les tablettes 145, se déplacent sur des dis-

tances égales En terme relatif, chaque tablette 145 est en retrait

de la moitié du diamètre du tuyau souple qu'elle supporte.

De préférence les tablettes 145 sont revêtues d'un matériau à faible coefficient de frottement comme du Téflon (marque déposée) et sont également équipées de roulements à rouleaux pour les tuyaux flexibles les plus lourds Les conduites 109 sont de plus revêtues de Téflon (marque déposée) de façon à rendre minima la résistance au frottement du mouvement des conduites 109 autour du tambour

143.

Dans une réalisation variante, la base 141 du tambour 143

repose sur une ligne circulaire de roulements à rouleaux alignés radia-

lement à l'intérieur d'une piste circulaire (non représentée) sur les dessins supportée sur les poutres 152, ce qui fait que le tambour tourne sur ses supports 152 au fur et à mesure qu'il avance sur les rails 151 La force nécessaire pour la rotation du tambour pour être fournie par le contact de frottement avec les tuyaux souples mais de préférence elle est fournie par un moteur électrique fixé aux poutres 152, équipé d'un pignon fixé axialement et connecté à une couronne

dentée intérieure du tambour 143.

De préférence le tambour 143 se déplace le long des rails 151 sous l'action d'une -pince à frottement 154 montée sur la face inférieure et dans l'axe du tambour 143 Cette pince est pourvue d'un vérin hydraulique d'une course d'environ 0,6 cm et agissant entre la pince 154 et le rail d'accrochage 153 disposé dans l'axe pour dépla-

cer le tambour 143 le long des rails 151 (figure 22).

Toutefois, des méthodes variantes pour déplacer le tambour 53 sont possibles, comme un câble sans fin entraîné par un treuil ou par un pignon manoeuvré par des moyens électriques ou hydrauliques des lignes de transport d'énergie aériennes, électriques ou hydrauliques, et provenant d'une station d'énergie située en position centrale, un entraînement par pignon et crémaillère avec alimentation en énergie électrique ou hydraulique, et un vérin hydraulique ou une vis-mère

de grande longueur.

Comme indiqué sur les figures 17-19 et 24, les rateliers supports des tuyaux flexibles servent à supporter les tuyaux flexibles 109 entre la colonne 110 et le tambour 140 Un ratelier support de tuyaux flexibles 160, à bras fixes, est représenté sur les figures 17-19 et comprend des montants de ratelier 161, des entretoises 163 et des rateliers 165 Ces rateliers sont prévus pour fournir un support continu sur toute la longueur des tuyaux flexibles 109, depuis le point de passage depuis la colonne 110 jusqu'à ce que ces tuyaux flexibles atteignent les tablettes 145 du tambour 143 Des rateliers supports de tuyau flexible sont également disposés entre la tête pivotante

120 et la tour 85 pour supporter les tuyaux flexibles 129 qui transpor-

tent d'importants volumes de liquides de production, bien que ces

rateliers ne soient pas représentés sur les dessins.

Un ratelier support de tuyaux flexibles peut ête prévu soit à bras fixes ou à bras tournants Les bras fixes sont représentés sur les figures 17-19 et les bras tournants sont représentés en plan sur la figure 24 Dans l'une et l'autre réalisation, il existe six montants prévus côté tribord du navire de traitement 50, o les tuyaux flexibles

quittent la colonne 110 et il y a quatre montants côté babord L'inter-

valle entre ces montants est de préférence non supérieur à environ

3 m.

L'ensemble formant ratelier support des tuyaux flexibles à bras tournants 170 comprend un certain nombre de montants de ratelier 171, des bras fixes 173 fixés aux deux montants arrière côté

* tribord et des bras pivotants 75 fixés aux autres montants et représen-

tés en tireté dans leur position transversale ou position support et en trait plein dans leur position parallèle au déplacement du tambour 143. Le tambour 143 est représenté en trait plein sur les figures 12 et 24 dans sa position la plus proche du puits 70 et également en tireté dans sa position extrême 146 'contre le butoir 159 Le tambour 143 est sous commande d'un opérateur 158 qui se trouve à la console

de commande le long des rails 151.

Les opérations du navire de traitement 50 pour assembler

un faisceau 40 de conduites d'écoulement sont schématiquement repré-

sentées dans la série des dessins des figures 26-37 Le navire de trai-

tement 50 est soit amarré soit en mouvement au-dessus de la bouée 39 située sous la surface, cette bouée étant environ à 60 m en avant du puits de surface 60, le puits à tourelle 70 ayant été préalablement équipé pour installation des conduites, l'obturateur 75 étant en position et les conduites décalées 103 au-dessus de l'obturateur 75 ayant été enlevées pour permettre un accès vertical à l'obturateur 75, et le puits de service 60 ayant été équipé pour l'installation initiale des conduites, tous les tuyaux flexibles Coflexip étant stockés sur les tourets 87 prgs à être déployés; l'étrier 41 et les palonniers 43 étant sous pont d'un côté du puits de service 60 à l'intérieur de la zone de stockage 65 Tous les tuyaux flexibles Coflexip sont équipés de deux connecteurs, un à' chaque extrémité, dans le puits de service Un cordon ombilical électrique est équipé de petites longueurs de câble enroulées à spires serrées (câble en tire-bouchon) qui agiront comme éléments de liaison entre l'étrier et le bornage électrique sur la bouée après installation Chaque longueur enroulée à spires serrées se termine par un connecteur électrique mâle du type à contact à transfert continu, pour service en milieu humide, auquel on met

un chapeau avant d'abaisser l'étrier.

On abaisse un câble de hâlage 202 dans le puits à tourelle et on le laisse tomber à travers l'un des tubes de guidage de 30 cm 118 de l'obturateur 75 jusqu'à ce qu'un anneau 207 à l'extrémité du câble 202 se trouve sous le navire 50 à une prodondeur d'au moins m Un câble léger de récupération 205 est monté sur un petit treuil sur un engin télécommandé 201 normalement installé dans la zone 56 du pont 53 L'extrémité du pont 205 comporte un crochet 206 que l'on place dans la mâchoire d'un manipulateur 203 de l'engin télécommandé On lance alors l'engin télécommandé 201 à travers le puits de service 60 et on l'envoie en direction du puits à tourelle 70, en transportant le câble de récupération 205 jusqu'à l'anneau d'accrochage 207 Le crochet 206 du câble de récupération vient clipser dans l'anneau 207 du câble de remorquage comme on le voit sur la figure 26 L'engin télécommandé 201 revient alors vers le puits de service 60 en tirant le câble de hâlage 202, lui-même attaché à l'extrémité, ou côté sortie, du tuyau flexible Coflexip 48 de 30

cm, comme indiqué sur la figure 27.

Cette procédure se répète jusqu'à ce qu'un total de trois câbles de hâlage 202 aient été transférés et attachés, dans le puits de service, aux tuyaux flexibles Coflexip 48 de 30 cm et aux deux câbles supports ou de rappel du faisceau des conduites d'écoulement 209 qui viennent autour du tuyau flexible 48 comme schématiquement indiqué sur la figure 28 Comme on le voit sur la figure 29, les trois câbles de hâlage 202 sont ensuite acheminés à travers les tubes de guidage 1 11 et à travers les poulies 135, 139 pour atteindre les treuils

97, 95, respectivement, montés sur le pont principal 53.

Puis on laisse filer le tuyau flexible 48 de 30 cm et les deux câbles supports 209 à travers le puits de service 60, tout en manoeuvrant les treuils 97, 95 pour tirer les câbles de hâlage 202 les tourets 87 de stockage de tuyaux flexibles et le treuil 99 des

câbles supports s'inversant réciproquement, jusqu'à ce que les extrémi-

tés des câbles supports 209 se -trouvent au niveau du pont de travail dans le puits de service 60 On déplace alors le premier palonnier 43 de sa position d'amarrage dans la zone de stockage 35 pour l'amener au puits de service 60, on place les deux câbles supports 209 dans -les portes 46 aux extrémités du premier palonnier 43, et on installe le tuyau flexible 48 dans la porte centrale 46 du palonnier 43 On verrouille en position ouverte toutes les autres portes du palonnier 46 pour y installer d'autres tuyaux flexibles par la suite La figure

montre un palonnier 43 en position avec un tuyau flexible 48 ver-

rouillé dans sa porte centrale. On répète cette procédure d'installation des palonniers 43 en laissant filer toute la longueur du tuyau 48 et des câbles supports 209 et en maintenant une certaine tension sur les câbles de hâlage 202 à l'aide des treuils 95, 97 pour éviter la rotation du faisceau 40 des conduites d'écoulement, jusqu'à ce que la totalité du faisceau des conduites d'écoulement soit en position suspendue sous le navire , les trois câbles de hâlage 202 étant attachés à son extrémité inférieure On tire ensuite les trois câbles de hâlage en direction du puits à tourelle 70 pour faire monter le tuyau flexible 48 et les câbles supports 209 dans ce puits à tourelle Le tuyau flexible 48 et les câbles supports 209 sont levés à travers les tubes de guidage 118 dans l'obturateur de tourelle 75 jusqu'à une position située à la tête 77 de l'obturateur 75, comme indiqué sur la figure 31 On fixe le tuyau flexible 48 à l'obturateur 75 au moyen d'un connecteur 211 et on enlève un chapeau de protection qui se trouvait à l'extrémité du tuyau flexible 48, ainsi que son câble de hâlage 202 On abaisse alors le connecteur 108 et une manchette de raccordement disposée verticalement et on verrouillehydrauliquement le connecteur 108 au tuyau flexible 48 (figure 32) On fixe les câbles supports 209 en tête 77 de l'obturateur 75 et on laisse s'appliquer sur l'obturateur le poids des câbles et des palonniers 43 On enlève les autres

câbles de hâlage 202.

On déplace l'étrier 41 depuis sa position de stockage dans la zone 65 sous le pont 53 pour venir dans le puits de service 60 et on l'attache aux câbles supports 209, en le plaçant ici pour pouvoir ensuite le descendre jusqu'à la bouée située sous la surface après assemblage complet du faisceau de conduites d'écoulement On insère le tuyau flexible 48 dans la porte centrale de l'étrier et on ferme

cette porte Après un essai de pression, on fixe des raccords à l'extré-

mité côté sortie du tuyau flexible 48, on fait un essai du tuyau flexible -26 à la pression et aux fuites, d'un connecteur à l'autre connecteur,

sur toute sa longueur.

On installe maintenant individuellement le reste des éléments

du faisceau des conduites d'écoulement, la séquence préférée de l'ins-

tallation progressant depuis le tuyau flexible 48 de 30 cm au centre de l'étrier 41 en allant vers l'une et l'autre extrémité de cet étrier dans l'ordre suivant: conduite d'injection de gaz de 20 cm, conduite d'injection d'eau de 20 cm, conduite de remontée de gaz de 15 cm, cordon ombilical électrique, conduite de circulation de fluide de 10 cm, conduite d'essai de puits de 10 cm, conduite de purge de 10 cm, conduite de fluides de survie de 7,6 cm (comprenant trois tuyaux

flexibles) et un faisceau de conduites de commande hydraulique.

L'installation séquentielle de ces onze autres éléments du faisceau de conduites d'écoulement doit se faire soigneusement pour éviter des emmêlements avec les conduites flexibles et les câbles déjà déployés De façon plus spécifique, on tire par exemple le tuyau 49 Coflexip de 20 cm, à partir de son touret de stockage 87, en passant par la poulie 82 du derrick 81, jusqu'à ce que la fin ou extrémité

côté sortie atteigne le pont de travail dans le puits de service 60.

On attache à ce tuyau flexible Coflexip de 20 cm le câble de hâlage 202 que l'on a préalablement laissé filer par le puits à tourelle 70

après que l'engin télécommandé 201 lui ait attaché un câble de récupé-

ration 205; et on abaisse le tuyau flexible par le puits de service jusqu'à ce qu'il s'étende entièrement On tire alors ce tuyau flexible 49 de 20 cm en direction du puits à tourelle 70 et on le fait monter par son tube de guidage respectif 118 Puis on fixe le tuyau flexible 49 en tête 77 de l'obturateur 75 et on y connecte un connecteur et une manchette de raccordement On dévide alors le tuyau flexible 49 du touret de stockage 87 jusqu'à ce que l'extrémité côté entrée soit sur le point de quitter ce touret, le tuyau flexible 49 ayant alors une forme en chaînette située à l'intérieur de la chaînette formée par le tuyau flexible 48 qui se trouve dans les palonniers 43 On le

fixe dans cette position comme indiqué sur la figure 33.

Des plongeurs descendent depuis la zone de plongée 56 dans une cloche 204 le long du bord du navire 50 pour atteindre le palonnier 43 le plus élevé en-dessous du puits de service 60 comme représenté sur la figure 37 Comme on le voit sur la figure 34, on utilise un petit treuil hydraulique 208 pour tirer le tuyau flexible 49 jusqu'au palonnier 43 et ensuite à travers la porte ouverte de ce palonnier, de façon que le plongeur puisse fermer et verrouiller cette porte On laisse alors filer le tuyau flexible 49 jusqu'à ce que son extrémité côté entrée se trouve à environ 9 m audessus de l'étrier 41 comme indiqué sur la figure 35 On' place alors le tuyau flexible 49 dans cette porte de l'étrier 41 et on ferme la porte comme on

le voit sur la figure 36 On abaisse la cloche 204 des plongeurs jus-

qu'au deuxième palonnier 43 et on tire le tuyau flexible 49 dans le second palonnier 43 de la même façon que pour le premier palonnier, Puis on récupère les plongeurs et on abaisse la cloche 204 le long du bord 51 du navire à l'endroit du puits à tourelle 70 -pour installer le tuyau flexible 49 dans les deux derniers palonniers 43 Pendant cette opération on abaisse le tuyau flexible 49 dans le puits de service

jusqu'à ce que son extrémité côté entrée repose sur l'étrier 41.

Finalement on installe sur le tuyau flexible 49 les connecteurs de déconnexion d'urgence et on fait les essais de pressions et de fuite

du tuyau flexible.

Cette procédure se répète pour les autres éléments du faisceau de conduites d'écoulement, en allant depuis le centre jusque vers

chaque extrémité de tous les palonniers 43 et de l'étrier 41.

Le faisceau de commande hydraulique se termine par un collecteur fixé à l'étrier 41 dans une porte spéciale Les connexions de tuyaux souples entre le collecteur de l'étrier 41 se font en surface, ce qui permet de faire des essais avant installation On abaisse un dispositif segmenté support de tuyaux flexibles à travers les tubes guides de l'obturateur à tourelle 75 pour fournir un support de cintrage

pour chaque tuyau flexible à la base de l'obturateur.

On fait maintenant pendre l'étrier 41 dans le puits de service avec toutes les conduites d'écoulement et les câbles qui y sont attachés et le faisceau 40 de conduites d'écoulement s'allonge entre les puits 60, 70 en prenant la forme d'une chaînette d'une profondeur d'environ 91 m, A ce stade on a installé et essayé les connecteurs aux deux extrémités des conduites d'écoulement du faisceau 40 et

on a vérifié le fonctionnement correct de toutes -les commandes hydrau-

liques pour assurer la déconnexion d'urgence.

On déplace maintenant le navire de traitement 50 jusqu'à ce que la bouée 39 de colonne montante se trouve juste en avant du puits de service 60 et on laisse filer les câbles de descente au moyen du treuil 99 de câble support avant des conduites d'écoulement (voir figure 1) jusqu'à ce que l'étrier 41 se trouve à une position qui soit environ 15 m sous le point de connexion sur la bouée 39 de la colonne montante tout en conservant à l'étrier une attitude de niveau de façon à éviter les dommages aux tuyaux flexibles qui

peuvent se produire si l'étrier 41 était sérieusement hors de niveau.

En utilisant une cloche de plongée que l'on abaisse le long du bord 51 jusqu'à la profondeur de la bouée 39 de colonne montante à environ 60 m, des plongeurs connectent des petits câbles de manutention aux câbles de guidage au-dessus de l'étrier 41 pendant que le navire

manoeuvre aussi près que possible de la bouée 39 de colonne montan-

te Les plongeurs mettent alors l'étrier en contact avec la bouée

39 de colonne montante.

Les plongeurs ou l'engin télécommandé relâchent alors les câbles de descente et les câbles de guidage qui sont récupérés en surface Les connecteurs primaires sont individuellement fermés à partir du puits de service pour verrouiller les conduites d'écoulement de production à la conduite en col de cygne qui se trouve à la bouée de colonne montante 39 et tous les tuyaux flexibles font l'objet d'un essai à la pression depuis le puits à tourelle jusqu'au robinet d'arrêt en tête de la colonne montante Les plongeurs connectent les longueurs à spires serrées du cordon ombilical de commande électrique au bornage électrique sur la bouée et ils effectuent également les connexions hydrauliques flexibles entre l'étrier 41 et chaque robinet d'arrêt de

sécurité en cas de défaillance L'ensemble est maintenant terminé.

Après un essai de fonctionnement de tout l'équipement de production au fond de l'océan, le navire de traitement 50 est préparé

pour assurer la maintenance initiale du faisceau 40 de conduites d'écou-

lement et pour l'exploitation de routine du faisceau pour recevoir les fluides de traitement pour stockage dans le navire tout en effectuant son mouvement de girouette pour rester sur place en toute circonstance

à l'exception des conditions météorologiques très inclémentes.

Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du

cadre de l'invention.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1 Navire de traitement en mer, comportant une coque de forme allongée et un pont principal pour assurer des fonctions de service sous-marin sur un système de colonne montante de produc- tion en eau profonde, caractérisé en ce qu'il comprend: A une paire de puits ( 60, 70) s'étendant verticalement depuis ledit pont principal jusqu'à une extrémité inférieure ouverte en dessous du niveau de l'eau-;

B des installations de stockage en-dessous du pont, commu-

niquant avec l'un desdits puits;

C des moyens d'amenage et de retrait agissant en coopé-

ration et disposés auxdits puits pour: ( 1) introduire un certain nombre de tuyaux flexibles ( 48, 49) dans l'eau sous ledit navire, ( 2) remorquer lesdits tuyaux flexibles entre lesdits puits; ( 3) travailler sélectivement aux deux extrémités desdits tuyaux flexibles;

( 4) équiper lesdits tuyaux flexibles de pièces de compo-

sants choisis pour constituer un faisceau de conduites d'écoulement

en forme de chaînette entre lesdits puits sous ledit navire.

( 5) abaisser l'extrémité d'entrée dudit faisceau de condui-

tes d'écoulement depuis ledit puits jusqu'au dit système de colonne montante et y effectuer les connexions, tandis que l'extrémité de sortie dudit faisceau de conduites d'écoulement reste fixée à un

obturateur amovible situé à l'intérieur de l'autre puits.

2 Navirei de traitement selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que lesdites installations de stockage sont disposées entre ledit pont principal et ledit niveau de l'eau et comprennent: A une tablette décalée s'étendant dans ladite coque

depuis ledit puits de stockage desdits composants et outils d'installa-

tion pour ledit faisceau de conduites d'écoulement; et B une paire de monorails de levage ( 67) disposés au-dessus

de ladite tablette décalée.

3 Navire de traitement selon l'une quelconque des reven-

dications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit autre -puits comporte une tourelle cylindrique ( 72) qui supporte un obturateur ( 75), avec

possibilité de le faire tourner et de l'enlever, cet obturateur compre-

nant un certain nombre d'ouvertures à travers lesquels on tire, à partir dudit puits de service, les extrémités de sortie desdits tuyaux

flexibles qu'il faut assembler pour constituer ledit faisceau de condui-

tes d'écoulement, étant précisé que lesdites extrémités de sortie

sont toutes situées au-dessus du niveau de l'eau pour permettre l'ins-

pection et le remplacement manuels des composants de connexion.

4 Navire de traitement selon la revendication 3, caracté-

risé en ce qu'un châssis support de structure ( 79) est fixé aux parois de ladite tourelle cylindrique ( 72); et en ce qu'un certain nombre de connecteurs ( 101) de forme allongée, sont supportés par ledit châssis et sont sélectivement connectés, à leurs extrémités inférieures, aux extrémités de sortie des tuyaux flexibles, étant précisé que

lesdits tuyaux flexibles sont supportés indépendamment dudit obtura-

teur. Navire de traitement selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système de transfert tournant ( 120) pour transférer les fluides de production et les signaux puissance entre le navire et le faisceau de conduites d'écoulement à travers un interface défini entre un élément tournant

fixé à l'obturateur et un élément fixe fixé au reste du navire -

6 Méthode de manoeuvre d'un navire de traitement en mer, comportant un puits à tourelle motorisée et un puits de service s'étendant verticalement depuis son pont principal jusqu'à la base de sa coque, des installations de stockage en-dessous du pont communiquant avec le puits de service, des tourets de stockage des tuyaux flexibles manoeuvrables en passant par le puits de service, des treuils pour câbles manoeuvrables en passant par les deux puits, et des moyens pour tendre les tuyaux flexibles manoeuvrables en passant par le puits à tourelle, pour assembler un certain nombre de tuyaux flexibles de service et de production pour constituer un faisceau de conduites d'écoulement à connecter à une section fixe de colonne montante de production s'étendant depuis le fond marin jusqu'à une bouée sous la surface, ladite méthode comprenant les phases suivantes:

A positionner ledit navire ( 50) approximativement au-des-

sus de ladite bouée ( 39) située sous la surface, cette dite bouée étant en avant dudit puits de service ( 60); B positionner un obturateur amovible dans une tourelle tournante ( 72) située dans ledit puits ( 60) à tourelle; C abaisser un câble de remorquage ( 202) à travers ledit obturateur; D lancer un engin télécommandé ( 201) à travers le dit puits de service et amener un câble de récupération ( 205) jusqu'au dit câble de remorquage ( 202) à l'aide dudit engin télécommandé

( 201);

E connecter ledit câble de remorquage ( 202) et ledit câble de récupération ( 205), ramener ledit engin télécommandé

( 202) juqu'au dit puits de service ( 60) et renvider ledit câble de récupé-

ration tout en laissant filer ledit câble de remorquage; F tirer ledit câble de remorquage jusqu'au dit puits de service et attacher à son extrémité l'un des tuyaux flexibles; G répéter les phases C à F jusqu'à ce que deux câbles supports de tuyau flexible aient été attachés à deux autres câbles de remorquage; H laisser filer ledit tuyau flexible ( 48) et les deux dits câbles supports ( 209) dans l'eau sous ledit navire sur une portion de leur longueur; I déplacer un premier palonnier ( 43), comportant un certain nombre de portes verrouillables, depuis une position arrimée dans lesdites installations de stockage jusqu'au dit puits de service, y attacher les deux dits câbles supports ( 209) et installer ledit tuyau flexible dans une porte ( 46) dudit palonnier; J répéter successivement la phase I jusqu'à ce qu'un certain nombre de palonniers ( 43) aient été attachés audit tuyau flexible et auxdits câbles supports et jusqu'à ce que toute la longueur dudit tuyau flexible soit filée et pendante sous ledit navire; K tirer les trois câbles de remorquage attachés audit tuyau flexible et auxdits câbles supports jusqu'au dit puits à tourelle; L lever ledit tuyau flexible et lesdits câbles supports à travers des tubes de guidage ( 118) situés dans ledit obturateur de tourelle, jusqu'à une position en tête dudit obturateur, fixer ledit tuyau flexible à ladite tourelle et faire reprendre le poids desdits câbles supports et desdits palonniers par ladite tourelle, étant précisé que lesdits câbles de support et ledit tuyau flexible forment une suspente sous ledit navire; M déplacer un étrier ( 41), comportant un certain nombre de portes verrouillables, depuis une position de stockage dans lesdites installations de stockage jusqu'au dit puits de service et verrouiller ledit tuyau flexible dans une porte respective de l'étrier N répéter les phases C, D, E et F en abaissant ledit câble de remorquage, en tirant ledit câble de remorquage à l'aide dudit engin télécommandé et en connectant ledit câble de remorquage successivement à un certain nombre d'autres tuyaux flexibles; et O tirer lesdits autres tuyaux flexibles depuis ledit puits de service jusqu'au dit puits à tourelle et à travers ledit obturateur et attacher lesdits autres tuyaux auxdites portes dudit étrier et auxdites portes dudit certain nombre desdits palonniers pour constituer ledit faisceau de conduites d'écoulement sous forme d'une suspente

entre lesdits puits et sous le navire.

7 Méthode selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit étrier est suspendu à des câbles de levage en phase M en position pour permettre d'abaisser ensuite l'extrémité d'entrée dudit faisceau de conduites d'écoulement jusqu'à ladite bouée située

sous la surface.