FR2603923A2

FR2603923A2 - Compliant platform on flexible piles for offshore work

Info

Publication number: FR2603923A2
Application number: FR8612982A
Authority: FR
Inventors: Loic Marie Jacques Dan Deserts; Dominique Michel Fran Sedillot
Original assignee: Compagnie Generale Pour Les Developpements Operationnels Des Richesses s Ous Marines C G Doris
Current assignee: Compagnie Generale Pour Les Developpements Operationnels Des Richesses s Ous Marines C G Doris
Priority date: 1984-08-10
Filing date: 1986-09-17
Publication date: 1988-03-18
Anticipated expiration: 2006-09-17
Also published as: FR2603923B2

Abstract

Compliant platform on flexible piles 5 comprising a trellis structure fixed at its upper part to a cellular float structure 7. The upper part of the float carries the deck 2 and the installations 3, 4. The flexible piles are laid out on a circumference whose diameter defines a surface area which is approximately equal to or less than 10% of the total surface area of the structure. The invention also relates to a method for constructing and positioning the structure.

Description

Le présent certificat d'addition concerne, comme le brevet principal, une plate-forme oscillante sur pieux flexibles pour travaux en mer, la plate-forme comportant un pont, une tour en treillis, une articulation formée par les pieux flexibles et éventuellement un gabarit de forage fixé au fond marin, les pieux flexibles enfoncés dans le sol sous-marin étant fixés à la partie supérieure de la tour, la tour comportant à sa partie supérieure des flotteurs et à sa partie inférieure un compartiment à lest et des moyens de reprise des efforts de cisaillement. This certificate of addition concerns, like the main patent, an oscillating platform on flexible piles for work at sea, the platform comprising a bridge, a lattice tower, an articulation formed by the flexible piles and possibly a jig drilling rig fixed to the seabed, the flexible piles driven into the underwater soil being fixed to the upper part of the tower, the tower comprising at its upper part floats and at its lower part a ballast compartment and recovery means shear forces.

Dans le brevet principal, les flotteurs sont disposés à l'intérieur de la structure de la tour, ce qui nécessairement limite leur diamètre et nécessite par conséquent, selon le poids propre de la plate-forme, une hauteur plus ou moins importante, le poids propre de la plate-forme étant la somme des poids du pont, de la structure de la tour, des flotteurs, des pieux et du ballast
Par suite de cette contrainte dimensionnelle, il peut être difficile, dans certains cas, de respecter la caractéristique énoncée dans le brevet principal à savoir que le produit de la flottabilité totale par la distance entre le centre de poussée et le centre d'articulation doit étre au moins égal à 1,25 fois le produit du poids propre de la plate-forme par la distance entre le centre de gravité de la plate-forme et le centre d'articulation.In the main patent, the floats are arranged inside the structure of the tower, which necessarily limits their diameter and therefore requires, depending on the weight of the platform, a more or less significant height, the weight clean of the platform being the sum of the weights of the bridge, the structure of the tower, the floats, the piles and the ballast
As a result of this dimensional constraint, it may be difficult, in certain cases, to comply with the characteristic stated in the main patent, namely that the product of total buoyancy by the distance between the center of thrust and the center of articulation must be at least equal to 1.25 times the product of the self-weight of the platform by the distance between the center of gravity of the platform and the center of articulation.

le perfectionnement selon l'addition consiste à réaliser des flotteurs sous forme d'une structure alvéolaire de section transversale au moins égale à celle de la structure de la tour. La partie supérieure de la structure alvéolaire supporte le pont tandis que la partie inférieure est reliée à la structure en treillis de la tours
Le perfectionnement consiste également en un procédé de construction et de mise en place d'une telle plate-forme.the improvement according to the addition consists in making floats in the form of a honeycomb structure with a cross section at least equal to that of the structure of the tower. The upper part of the honeycomb structure supports the bridge while the lower part is connected to the lattice structure of the tower
The improvement also consists of a process for constructing and setting up such a platform.

La plate-forme oscillante sur pieux flexibles selon l'invention est remarquable en ce que la tour est constituée d'une structure en treillis reliée à sa partie supérieure à au moins une structure alvéolaire de flotteur0
Les explications et figures données ci-après à titre d'exemples, permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée.The oscillating platform on flexible piles according to the invention is remarkable in that the tower consists of a trellis structure connected at its upper part to at least one alveolar float structure.
The explanations and figures given below by way of examples will make it possible to understand how the invention can be implemented.

La figure 1 représente schématiquement et en coupe partielle une vue en élévation d'une tour selon l'invention. Figure 1 shows schematically and in partial section an elevational view of a tower according to the invention.

Les figures 2, 3, 4 représentent les vues en coupe selon II-II, II7-III et IV-T-T ce la figure ?. Figures 2, 3, 4 show the sectional views along II-II, II7-III and IV-T-T this figure ?.

Les figures 5 à 11 schématisent les étapes principales du procédé de montage et de la mise en place de la plate-forme selon l'invention. Figures 5 to 11 show schematically the main steps of the assembly process and the establishment of the platform according to the invention.

La figure 12 montre l'avant dernière étape de mise en place de la plate-forme selon une première variante du procédé. Figure 12 shows the penultimate step of setting up the platform according to a first variant of the method.

Les figures 13 à 19 schématisent les étapes principales d'une troisième variante du procédé. Figures 13 to 19 show schematically the main steps of a third variant of the method.

La figure 1 montre en élévation et en coupe partielle une plate-forme conforme à l'invention. Figure 1 shows in elevation and in partial section a platform according to the invention.

Cette plate-forme est constituée d'une tour 1 présentant une structure polygonale, en particulier hexagonale, en treillis supportant à sa partie haute un pont 2 comportant les installations de forage 3 et les quartiers d'habitation 4. La tour est maintenue au fond de la mer par une articulation constituée par des pieux flexibles 5 disposés en cercle, parallèlement à l'axe de la tour et près de celui-ci et par des pieux de cisaillement 6 dis posés à la périphérie de la tour.This platform consists of a tower 1 having a polygonal, in particular hexagonal, trellis structure supporting at its upper part a bridge 2 comprising the drilling installations 3 and the living quarters 4. The tower is maintained at the bottom from the sea by an articulation constituted by flexible piles 5 arranged in a circle, parallel to the axis of the tower and close to it and by shear piles 6 dis placed at the periphery of the tower.

Les pieux flexibles 5, au nombre de six dans l'exemple de réalisation représenté, sont disposés près du centre de la tour selon une circonférence dont le diamètre définit une surface approximativement égale ou inférieure à 10% de la surface totale (section droite) de la structure. Cette localisation très compacte présente l'avantage de réduire au minimum les efforts de traction et de compression exercés sur des pieux diamétralement opposés lors des oscillations se produisant autour du point d'articulation situé au niveau du sol sous-marin. The flexible piles 5, six in number in the embodiment shown, are arranged near the center of the tower according to a circumference whose diameter defines an area approximately equal to or less than 10% of the total area (cross section) of the structure. This very compact location has the advantage of minimizing the traction and compression forces exerted on diametrically opposite piles during the oscillations occurring around the point of articulation located at the level of the submarine ground.

La tour est munie å sa partie supérieure d'ur. flotteur 7 et à sa partie inférieure d'un compartiment à lest 8 étanche, ballastable susceptible de recevoir un lest solide ou liquide schématiquement représenté, sur la figure 1, par un trait interrompu figurant sa partie supérieure, afin de donner plus de clarté à la figure. The tower has a ur upper part. float 7 and at its lower part of a sealed ballast compartment 8 capable of receiving a solid or liquid ballast schematically represented, in FIG. 1, by a dashed line appearing at its upper part, in order to give more clarity to the figure.

La constitution de ce compartiment est semblable à celle du flotteur qui sera ci-après décrit.The constitution of this compartment is similar to that of the float which will be described below.

Selon l'exemple de la figure 1, la tour porte à la périphérie de son extrémité inférieure (figure 4), des guides latéraux 9 qui reçoivent des pieux de cisaillement 6, empêchant la rotation de la tour autour de son axe et permettant le transfert au sol des efforts tranchants et des moments de torsion. According to the example of FIG. 1, the tower carries, at the periphery of its lower end (FIG. 4), lateral guides 9 which receive shear piles 6, preventing the rotation of the tower around its axis and allowing transfer ground shears and torsional moments.

De manière connue, la structure en treillis comporte des pieds tubulaires 14, formant les sommets d'un hexagone (figures 3, 4), reliés par des entretoises horizontales, diamétrales et périphériques, ainsi que par des entretoises obliques. La partie supérieure de la structure en treillis et en particulier les pieds, comporte des moyens de liaison au flotteur 7. In known manner, the trellis structure comprises tubular legs 14, forming the vertices of a hexagon (Figures 3, 4), connected by horizontal, diametrical and peripheral spacers, as well as by oblique spacers. The upper part of the trellis structure and in particular the feet, comprises means for connecting to the float 7.

Le flotteur est constitué d'une structure alvéolaire, qui selon une caractéristique de l'invention, est formée dans sa partie supérieure par, éventuellement, une partie 70 supportant le pont 2o Cette partie partiellement immergée présente de préférence un diamètre réduit afin de réduire les efforts hydrodynamiques0
Selon une caractéristique de l'invention, le flotteur 7 présente une structure alvéolaire formée dans sa partie supérieure 70 de volumes 71 constitués d'éléments étanches au moins partiellement cylindriques (figure 2).Ces éléments 71 ont une de leurs parois définie par la surface cylindrique 72. Â l'intérieur de cette surface 72 sont régulièrement réparties des portions de sifsce cylnrdrique 73o Ces surfacez cttlin- doriques 73 se prolongent sur toute la hauteur du flotteur 7 et forment au-dessous de la partie 70 des volumes cylindriques 740 La paroi cylindrique extérieure 72 repose sur les éléments cylindriques 74 disposés côte à cote selon par exemple, une circoférence pour former une figure géométrique fermée.The float consists of a honeycomb structure, which according to a characteristic of the invention, is formed in its upper part by, optionally, a part 70 supporting the bridge 2o. This partially submerged part preferably has a reduced diameter in order to reduce the hydrodynamic forces0
According to a characteristic of the invention, the float 7 has a honeycomb structure formed in its upper part 70 of volumes 71 made up of sealed elements at least partially cylindrical (FIG. 2). These elements 71 have one of their walls defined by the surface cylindrical 72. Inside this surface 72 are regularly distributed portions of cylindrical sifce 73o These clinical surfaces 73 extend over the entire height of the float 7 and form below the part 70 cylindrical volumes 740 The wall cylindrical outer 72 rests on the cylindrical elements 74 arranged side by side according to for example, a circoference to form a closed geometric figure.

La structure du flotteur est de préférence réalisée en béton selon, par exenple, la technique des coffrages glissants0 Les éléments cylindriques 74 sont maintenus entre eux par des liaisons tangentielles 75 et sont compartimentés par des cloisons étanches 76 perpendiculaires à leur axeO La rigidité de la structure est obtenue par des cloisons radiales 77 qui divisent dans le sens longitudinal le volume centçral intérieur 78 et s'appuient sur les liaisons tangentielles 75. La figure 2, correspondant à la coupe II-II de la structure alvéolaire de flotteur, montre les moyens de liaison 79 des pieds 14 de la structure en treillis métallique sur la structure de flotteur en béton. Des logements 80 sont prévus dans le fond 81 du flotteur pour recevoir et maintenir les extrémités des pieds de la structure. The structure of the float is preferably made of concrete according, for example, to the sliding formwork technique. The cylindrical elements 74 are held together by tangential connections 75 and are compartmentalized by watertight partitions 76 perpendicular to their axis. is obtained by radial partitions 77 which divide the inner central volume 78 in the longitudinal direction and rest on the tangential connections 75. FIG. 2, corresponding to section II-II of the alveolar float structure, shows the means of connection 79 of the feet 14 of the wire mesh structure on the concrete float structure. Housing 80 is provided in the bottom 81 of the float to receive and hold the ends of the feet of the structure.

Le volume central 78 comporte, comme dans le brevet principal, des chemises 19 dans lesquelles sont guidés les pieux flexibles 5 et à l'extrémité supérieure desquelles ils sont soudés0
Les pieux coulissent librement dans des guides fixés par des goussets de point en point sur la hauteur de la tour au niveau des entretoises horizontales diamétrales.The central volume 78 comprises, as in the main patent, sleeves 19 in which the flexible piles 5 are guided and at the upper end of which they are welded0
The piles slide freely in guides fixed by gussets from point to point on the height of the tower at the level of the horizontal diametric spacers.

Le volume restant entre les pieux flexibles et les parois des alvéoles du flotteur est utilisé pour le passage des tubes de forages ou d'exploitation. The volume remaining between the flexible piles and the walls of the float cells is used for the passage of drilling or operating tubes.

Le procédé de construction et de mise en place de ltouvrage oscillant, selon l'invention, comporte les opérations suivantes : on construit à terre ou aans un dock flottant la base ou fond de la structure alvéolaire du flotteur, qui est montée jusqu'à une hauteur suffisante pour zssurer sa flottabilitéO
Simultanément, on procède en chantier à la construction de la structure en treillis métallique de la tour.On procède au lancement de la base des flotteurs et à l'achèvement de la structure alvéolaire du flotteur 7, flot, par la méthode de coffrages glissants, par exemple (figure 5)o
On pose le pont 2 sur le flotteur 7 selon la méthode connue de ballastage du flotteur, et l'on monte les installations de forage ou d'exploitation, et les quartiers d'habitation (figure 6). Eventuellement, le pont 2 est tout équipé avant sa pose sur le flotteur.The method of construction and installation of the oscillating structure, according to the invention, comprises the following operations: a floating dock is constructed on the ground or in a floating dock, the base or bottom of the alveolar structure of the float, which is mounted up to a sufficient height to ensure buoyancy
At the same time, the construction of the metal trellis structure of the tower is under way, the launching of the base of the floats and the completion of the alveolar structure of the float 7, afloat, using the sliding formwork method, for example (Figure 5) o
The deck 2 is placed on the float 7 according to the known method of ballasting the float, and the drilling or operating installations and the living quarters are mounted (FIG. 6). Optionally, the deck 2 is fully equipped before being placed on the float.

le flotteur équipé du pont et la structure treillis sont remorqués indépendamment sur le site (figure 7). the float fitted with the bridge and the trellis structure are towed independently to the site (figure 7).

On procède à la mise en place de la structure treillis par redressement (figure 8) contrôlé par le ballastage des pieds et du compartiment à lest 8 et éventuellement par un flotteur d'appoint 28. On contrôle la descente et la mise en place de la structure sur le site par les barges grues (figure 9)o
On maintient éventuellement la tour sur le fond marin par les pieux de cisaillement 6o
On positionne au-dessus de la structure en treillis, le flotteur équipé du pont (figure 10).We proceed to the establishment of the trellis structure by straightening (Figure 8) controlled by the ballasting of the feet and the ballast compartment 8 and optionally by an extra float 28. We control the descent and the establishment of the structure on site by crane barges (Figure 9) o
The tower is possibly maintained on the seabed by 6o shear piles
The float fitted with the bridge is positioned above the trellis structure (Figure 10).

On ballaste le flotteur (figure 11) de manière à placer les logements 80 sur les extrémités supérieures des pieds de la structure en treillis. On procède à la fixation du flotteur à la structure en treillis0
On installe les pieux flexibles 5 de l'articulation et éventue11emert, si cette opération n'a pas déjà été faite, les pieux de cisaillement 6o
On règle la flottabilité de 1 tour par ballastage des volumes de la structure alvéolaire du flotteur 7o
Selon une variante, remplaçant la phase représertée par la figure 11, ctest-à-dire le ballastage du flotteur pour le faire reposer sur la structure treillis afin de procéder à la solidarisation de la tour, on soulève (figure 12) la structure en treillis, qui remonte et vient placer les extrémités des pieds dans les logements 80 du flotteur0 On procède à la solidari satin de l'ensemble et l'on ballaste le flotteur 7 afin de faire reposer l'ensemble sur le sol marin. On procède ensuite à l'installation des pieux flexibles et éventuellement des pieux de cisaillement.The float is ballasted (FIG. 11) so as to place the housings 80 on the upper ends of the legs of the trellis structure. We proceed to the fixing of the float to the lattice structure0
The flexible piles 5 of the joint are installed and, if necessary, if the operation has not already been done, the shear piles 6o
The buoyancy is adjusted by 1 turn by ballasting the volumes of the honeycomb structure of the float 7o
According to a variant, replacing the phase represented by FIG. 11, that is to say the ballasting of the float to make it rest on the lattice structure in order to secure the tower, the lattice structure is lifted (FIG. 12) , which rises and comes to place the ends of the feet in the housings 80 of the float 0 We proceed to the satin solidari of the assembly and we ballast the float 7 in order to rest the assembly on the sea floor. We then proceed to the installation of flexible piles and possibly shear piles.

Puis on règle la flottabilité de la tour comme dans le procédé précédent. Then we adjust the buoyancy of the tower as in the previous process.

Selon une variante du procédé, après avoir construit la structure alvéolaire du flotteur et la structure en treillis métallique, on pose le pont 2 non équipé sur le flotteur 7 selon la méthode connue de ballastage du flotteur (figure 13). On ballaste un certain nombre de volumes cylindriques du flotteur (comme montré en coupe figure 14) de manière à coucher l'ensemble flotteur 7 et pont 2 horizontalement et en surface (figure 15). On amène la structure en treillis 1 en position horizontale (figure 16). On procède à l'assemblage du flotteur 7 et de la structure en treillis 1 en plaçant les extrémités supérieures des pieds de la structure dans les logements 80 prévus à la base du flotteur0
On remorque sur le site l'ensemble (figure 17)0 On procède à la mise en place de l'ensemble par redressement (figure 18) contrôlé par le ballastage des pieds et du compartiment à lest 8.According to a variant of the method, after having constructed the honeycomb structure of the float and the wire mesh structure, the bridge 2 is not fitted on the float 7 according to the known method of ballasting the float (FIG. 13). A number of cylindrical volumes of the float are ballasted (as shown in section in FIG. 14) so as to lay the float 7 and bridge 2 assembly horizontally and at the surface (FIG. 15). Bring the lattice structure 1 in a horizontal position (Figure 16). The float 7 and the trellis structure 1 are assembled by placing the upper ends of the feet of the structure in the housings 80 provided at the base of the float 0
The assembly is towed to the site (FIG. 17) 0 The assembly is put in place by straightening (FIG. 18) controlled by the ballasting of the feet and the ballast compartment 8.

On installe les pieux de cisai!.lement 6 et les pieux flexibles 5 de l'articulation On règle la flottabilité de la tour. Puis on procède ensuite à l'installation de ranière connue des modules sur le pont (figure 19)o We install the piles of cisai! .Lement 6 and the flexible piles 5 of the joint We adjust the buoyancy of the tower. Then we proceed to the installation of a known strip of modules on the bridge (figure 19) o

Claims

EEVENJ) ICATI ONS

1. Oscillating platform on flexible piles, according to claim 1 or 2 of the main patent, characterized in that the tower consists of a trellis structure connected at its upper part to at least one honeycomb float structure (7) .

2. Platform according to claim 1, characterized in that the alveolar float structure consists of at least partially cylindrical elements (71) arranged c8té to c8te according to a closed geometric figure.

3. Platform according to claim 2, characterized in that the at least partially cylindrical elements are fixed to each other by tangential connections (75) and in that the interior volume (78) defined by the at least partially cylindrical elements carries radial partitions (77) leading to tangential connections (75) o

4. Platform according to claim 2 or 3, characterized in that the at least partially cylindrical elements carry watertight partitions (76) perpendicular to their axis O

5. Platform according to one of claims 2 to 4, characterized in that the at least partially cylindrical elements (71) are sealed between them.

6. A method of building and setting up a platform according to one of the preceding claims, characterized in that

a) the base of the honeycomb structure of the float and the lattice structure are constructed simultaneously on land;

b) launching of the base and completion of the float afloat;

c) we proceed with the installation of the bridge, if necessary;

d) the float fitted with the bridge and the trellis structure are towed to the site;

e) the trellis structure is put in place on the site;

f) the float is positioned above the structure;

g) the float is ballasted to effect the float-structure connection;

h) the flexible piles and the shear piles are installed and the flexible piles are secured to the upper part of the float; on or ballast the float to adjust the buoyancy of the platform0

70 Method according to claim 6, characterized in that the operation g) is replaced by the following operations

g1) the lattice structure is lifted, scriAariser the structure with the float;

g2) the float-trellis assembly is ballasted to rest the tower on the sea floor.

11) we equip the bridge.

k1) the float is ballasted in order to adjust the buoyancy of the platform;

j1) the shear piles and the flexible articulation piles are installed;

ii) the assembly is straightened in a vertical position by central ballasting of the parts of the trellis structure and of the ballast compartment; ;

h1) the assembled float and structure are towed to the site;

gi) assembling the float and the trellis structure;

f1) the structure is positioned so that the upper ends of the feet are in front of the housings provided at the base of the float;

el) the trellis structure is brought into a horizontal position;

8o A method according to claim 6 and more particularly operations a to c, characterized in that d1! the runi deck float is laid horizontally and on the surface;