FR2695979A1 - Dispositif de raccord tournant pour fluide; installation de transfert de fluide en faisant application et procédé d'utilisation de cette installation. - Google Patents

Abstract

Chacun des raccords multiples tournants, sauf le raccord situé sur le dessus, comporte un bras sensiblement horizontal (40A) à extrémité interne (38) pouvant pivoter autour d'un axe sensiblement vertical (32) sur un corps (33) de raccord tournant qui est raccordé à un conduit fixe (12A) s'étendant jusqu'à un emplacement situé en profondeur sous l'eau. L'extrémité extérieure (42) du bras est raccordée d'une manière séparable à des manchons d'accouplement (44A, 46A) montés sur le navire.

Description

Dispositif de raccord tournant pour fluide; installation de transfert de

fluide en faisant application et procédé

d'utilisation de cette installation.

Dans les installations offshore, on utilise couramment des raccords tournants afin d'acheminer des fluides tels que des hydrocarbures gazeux et liquides entre des conduits ou puits sous-marins et un navire Dans îde nombreux cas, comme lorsque du pétrole est produit à partir de plusieurs puits ou que des conduites de signalisation et de branchement sont nécessaires, il faut un raccord multiple tournant pour fluide Un raccord multiple tournant ordinaire pour fluide comporte plusieurs raccords tournants superposés, comportant chacun une paroi extérieure de forme annulaire qui tourne autour d'une paroi intérieure de forme annulaire, avec entre celles-ci une chambre annulaire La paroi interne des raccords inférieurs a un trou central de grand diamètre à travers lequel des conduites verticales s'étendent jusqu'aux raccords tournants supérieurs De la sorte, les raccords tournants inférieurs nécessitent des chambres annulaires d'un grand diamètre et des joints d'étanchéité d'un grand diamètre correspondant En grande partie à cause de la nécessité de raccords tournants inférieurs de grand diamètre, les raccords multiples tournants ordinaires ont un grand diamètre, un poids et un coût élevés Par exemple, un raccord tournant ordinaire comporte quatre à huit passages pour fluides à haute pression (par exemple pour des pressions atteignant plus de 41340 k Pa) pour raccorder des conduits ayant un diamètre intérieur atteignant plus de 60 cm, peut peser jusqu'à 200

tonnes et coûter plusieurs dizaines de millions de francs.

Si un des joints d'étanchéité présente une fuite et doit être remplacé, il faut démanteler les raccords tournants superposés, ce qui entraîne des pertes de temps coûteuses. En fait, certains raccords multiples tournants comportent des raccords supplémentaires à utiliser en cas de défaillance d'un joint, les raccords tournants supplémentaires contribuant à réaliser un raccord multiple

encore plus encombrant.

Diverses tentatives ont été faites pour remédier aux inconvénients des raccords multiples tournants pour fluide actuellement utilisés Une première solution consiste à utiliser des tuyaux souples qui s'enroulent 'et se déroulent sur des bobines lorsque le navire tourne sous l'action des éléments Le brevet des E U A n' 4 915 416 attribué à Barrett présente un premier exemple de cette solution Concrètement, les tuyauteries dites "souples" ne sont pas très souples et doivent être enroulées sur des bobines d'un grand diamètre, tout cela ayant pour conséquence des raccords tournants d'un grand diamètre et d'un prix élevé Une autre solution, décrite dans le brevet norvégien n' 885 306 attribué à Paasche et al, utilise des paires de longues tuyauteries souples s'étendant depuis chaque conduit présent sur le navire, les extrémités des tuyauteries étant raccordées d'une manière séparable à des manchons d'accouplement présents sur une tourelle non rotative ancrée au fond de la mer Lorsque des hydrocarbures à haute pression doivent être acheminés, les tuyauteries souples existantes ne sont pas très souples, si bien qu'elles doivent être longues pour réaliser une flexion modérée Les longues tuyauteries mobiles nécessitent beaucoup de place et coûtent cher Un agencement de raccord multiple tournant utilisant des raccords tournants d'un diamètre moyen et permettant un accès rapide aux différents raccords tournants en vue de leur entretien et de leur remise en état, comme par exemple en cas de fuite à des joints d'étanchéité, présenterait un

intérêt considérable.

Selon une première forme de réalisation de la présente invention, un système de raccord tournant pour fluide est réalisé pour raccorder un conduit sensiblement fixe s'étendant vers la surface à partir d'un emplacement situé sous l'eau, jusqu'à un conduit rotatif présent sur un

navire susceptible de tourner sous l'action des éléments.

Le raccord tournant a un axe de pivotement sensiblement vertical et comporte un bras d'acheminement de fluide avec une extrémité interne capable de tourner autour de l'axe de pivotement et avec une extrémité extérieure Au moins deux manchons d'accouplement sont montés sur le navire et sont disposés en cercle de façon qu'au moins un manchon d'accouplement se trouve toujours au voisinage immédiat de l'extrémité extérieure du bras L'extrémité extérieure du bras peut être raccordée d'une manière séparable aux manchons d'accouplement Lorsque le navire a tourné sous l'action des éléments de telle manière que le bras pivotant s'approche d'une position de heurt, l'extrémité extérieure du bras se détache d'un premier manchon d'accouplement, le bras pivote pour venir s'aligner avec un second manchon d'accouplement et l'extrémité extérieure du bras se fixe au second manchon d'accouplement pour permettre la circulation

d'un fluide à travers celui-ci.

Deux bras pivotants peuvent être fixés au raccord tournant de façon que, pendant que le premier bras se détache et pivote jusqu'à une autre position, le fluide puisse continuer à circuler dans le second bras Selon un autre agencement, un réservoir d'emmagasinage est disposé le long du conduit fixe afin de recevoir le fluide pendant le temps o le bras n'est plus raccordé et pivote jusqu'à une autre position, de façon que l'écoulement à partir d'un puits sous-marin se poursuive sans interruption Dans un agencement o le raccord tournant doit être espacé par rapport à l'axe de rotation d'une tourelle à laquelle sont fixés le raccord tournant et le conduit fixe, le bras peut comporter deux éléments articulés. L'invention apparaîtra très clairement dans la

description ci-après, en référence aux dessins annexés, sur

lesquels: la figure 1 est une vue partielle en élévation latérale d'une installation de transfert de fluide construite selon une première forme de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue isométrique simplifiée d'une partie du raccord multiple tournant selon la figuire 1; la figure 3 est une vue en plan du raccord de la

figure 2, le navire étant orienté dans une direction parti-

culière; la figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 3, mais après que le navire a pivoté de 90 ' dans le sens inverse des aiguilles d'une montre; la figure 5 est une vue semblable à celle de la figure 4, mais après qu'un bras a tourné de 120-; la figure 6 est une vue semblable à celle de la figure 5, mais après que le navire a tourné encore de 90 ' dans le sens inverse des aiguilles d'une montre; la figure 7 est une vue isométrique plus complète du raccord tournant pour fluide selon la figure 2; la figure 8 est une vue en élévation latérale du raccord tournant pour fluide selon la figure 7; la figure 9 est une vue isométrique simplifiée d'un dispositif de raccord tournant pour fluide construit selon une autre forme de réalisation de l'invention, qui comporte un réservoir d'emmagasinage; la figure 10 est une vue isométrique partielle de mécanismes du raccord tournant pour fluide selon la figure 2, représentant le bras s'approchant d'une position en alignement avec un manchon d'accouplement pour fluide; la figure 11 est une vue latérale partiellement en coupe du dispositif de la figure 10, le bras étant aligné avec le manchon d'accouplement mais pas encore fixé à celui-ci; la figure 12 est une vue isométrique partielle d'un raccord tournant pour fluide construit selon une autre forme de réalisation de l'invention; la figure 13 est une vue en élévation latérale partielle du raccord tournant pour fluide selon la figure 12; la figure 14 est une vue en plan du raccord tournant pour fluide selon la figure 12; la figure 15 est une vue en plan d'un raccord tournant pour fluide construit selon une autre forme de

réalisation de l'invention.

La figure 1 représente un système 10 de transfert de fluide dans lequel des fluides tels que des

hydrocarbures gazeux et liquides provenant de puits sous-

marins sont transférés via un groupe de conduits sensiblement fixe 12 jusqu'à un groupe de conduits rotatifs 14 aboutissant à la coque d'un navire 16 La circulation peut s'effectuer en sens inverse, comme dans le cas d'une injection dans un puits sous- marin ou d'une intervention dans celui-ci ou lors du déchargement d'un pétrolier Les parties supérieures des conduits fixes 12 s'étendent le long de positions de repos sensiblement verticales, bien qu'elles puissent s'écarter de la verticale, tourner et se déplacer dans une direction latérale, mais toujours dans une mesure limitée D'autre part, le navire 16 peut changer d'orientation sous l'effet des éléments, le navire tournant alors autour d'un axe vertical 22 en fonction des sautes de vent, des changements de direction des vagues et des courants Un dispositif 24 de raccord multiple tournant pour fluide est monté sur une tourelle 26 sensiblement fixe capable de rester sensiblement immobile pendant que le navire tourne autour d'elle sous l'action des éléments. La figure 2 représente une partie du dispositif 24 de raccord tournant pour fluide qui relie un premier conduit fixe 12 A s'étendant depuis un emplacement en profondeur sous la mer jusqu'à un premier conduit rotatif 14 A qui tourne autour de l'axe vertical 22 lorsque le navire tourne sous l'action des éléments Le dispositif comporte un premier raccord tournant 30 A pour fluide dont l'axe de pivotement 32 coïncide avec l'axe de pivotement 22 de la tourelle Le raccord tournant a un corps 33 avec,un premier orifice 34 relié au premier conduit fixe 12 A Le raccord tournant a un second orifice 36 relié à l'extrémité interne 38 d'un premier bras 40 A L'extrémité interne 38 du premier bras s'étend le long de l'axe de pivotement 32 et

permet au bras 40 A de pivoter autour de l'axe 32.

L'extrémité radialement extérieure 42 du bras, située le plus loin de l'axe de pivotement 32, est reliée à un premier manchon d'accouplement 44 A pour fluide Le manchon d'accouplement 44 A se raccorde au premier conduit rotatif 14 A. Le dispositif comporte un second conduit fixe 12 B qui s'étend à côté du premier conduit 12 A mais s'étend

jusqu'à une plus grande hauteur que le premier conduit.

Lorsque le navire tourne suffisamment pour que le bras 40 A s'approche du second conduit 12 B, il y a un risque que la poursuite de la rotation du navire amène le bras à heurter le second conduit, en occasionnant des dommages à l'un d'eux Pour éviter ce heurt, l'extrémité extérieure du bras A se sépare du premier manchon d'accouplement 44 A et le bras pivote de 180 ' jusqu'à la position 40 x dans laquelle l'extrémité extérieure du bras est alignée avec un second manchon d'accouplement 46 A L'extrémité extérieure du bras x est alors raccordée au second manchon d'accouplement 46 A qui est relié au premier conduit rotatif 14 A Les manchons d'accouplement 44 A, 46 A se trouvent sur un cercle imaginaire dont le centre se situe sur l'axe 32 Ainsi, le raccord tournant simple 30 A sur lequel se trouve le bras pivotant 40 A et qui peut être raccordé à l'un ou l'autre des deux manchons d'accouplement 44 A, 46 A, permet au raccord tournant 30 A d'être toujours relié au conduit rotatif 14 A présent sur le navire, sauf pendant de courtes périodes d'interruption Ces brèves périodes sont les laps de temps nécessaires pour que l'extrémité du bras 40 A se dégage d'un manchon et pour que le bras tourne jusqu' à s'aligner avec l'autre manchon d'accouplement et S 6 e

raccorder à celui-ci.

Dans la plupart des cas, il est très souhaitable de maintenir une circulation continue du fluide dans le conduit fixe 12 A Ainsi, il est souhaitable d'éviter une interruption de la circulation du fluide dans le conduit pendant le laps de temps de l'ordre d'une minute nécessaire pour dégager le premier bras 40 A d'un manchon, faire tourner le bras et le raccorder à un autre manchon Pour éviter cette interruption, le raccord tournant 30 A du fluide est pourvu d'un troisième orifice 50 et d'un second bras 52 A relié au troisième orifice 50 débouchant vers le bas, l'extrémité interne 54 du bras 52 A étant articulée autour de l'axe de pivotement 32 du raccord tournant Le second bras 52 A a une extrémité extérieure 56 qui se raccorde à un premier manchon inférieur d'accouplement 58 A. Cependant que le premier bras ou bras supérieur 40 A pivote depuis la position 40 A jusqu'à la position 40 x, la circulation dans le conduit 12 A peut se poursuivre en faisant passer le fluide à travers le raccord tournant 30 A, à l'aide du second bras 52 A et du manchon d'accouplement 58 A, jusqu'au conduit rotatif 14 A. Lorsque le navire tourne sous l'action des éléments, il peut pivoter jusqu'à une position dans laquelle le second bras 52 A risque de venir heurter les conduits 12 A, 12 B Pour éviter ce heurt, l'extrémité extérieure du second bras 52 A se dégage du manchon d'accouplement 58 A, tourne de 180 jusqu'à la position 52 x et est raccordée à un second manchon d'accouplement 60 A. Ainsi, en utilisant deux bras pivotants, le demandeur est capable de maintenir une circulation continue du fluide dans les conduits fixe et rotatif pendant que le navire tourne sous l'action des éléments Des vannes de coupure telles que les vannes 61 à 64 sont disposées le long de chaque bras et de chaque manchon d'accouplement poiur empêcher les pertes de fluide lorsque ce bras ou ce manc Won

n'est pas raccordé à un manchon ou à un bras correspondant.

Les figures 3 à 6 montrent de quelle manière le raccord tournant 30 A fonctionne lorsque le navire tourne sous l'action des éléments La figure 3 représente le raccord tournant orienté comme représenté en traits pleins sur la figure 2, le navire étant orienté selon un cap 70 et les bras 40 A, 52 A du raccord tournant étant raccordés aux manchons d'accouplement 44 A, 58 A Les autres manchons

d'accouplement 46 A et 60 A ne sont pas raccordés.

La figure 4 représente l'agencement après que le navire a pivoté de 90 dans le sens antihoraire comme indiqué par la flèche 72, si bien que le navire est

maintenant orienté selon le cap indiqué par la flèche 74.

Les bras 40 A, 52 A continuent à être raccordés aux manchons 44 A, 58 A Cependant, sur la figure 4, le bras 52 A a tourné suffisamment loin pour risquer de venir heurter le premier conduit fixe 12 A si le navire vient à continuer à tourner dans le sens antihoraire Pour éviter cela, le bras 52 A est amené à tourner dans le sens horaire, comme indiqué par la flèche 76 sur la figure 5 Le bras qui, initialement, se trouvait dans la position 52 A, a effectué une rotation de 1800 jusqu'à la position 52 x et il a été raccordé au manchon 60 A Cela évite toute heurt de l'un ou l'autre des bras avec les conduits fixes tels que 12 B. La figure 6 représente le raccord tournant après que le navire a encore tourné de 90 , comme indiqué par la flèche 80, si bien que le navire est orienté selon le cap indiqué par la flèche 82 A cet instant, le bras supérieur A s'approche d'une position de heurt avec le conduit 12 B. Pour éviter cela, le bras 40 A peut se dégager du manchon 44 A, effectuer une rotation de 180 ' dans le sens de la flèche 84 jusqu'à la position 40 x et être raccordé au manchon 46 A La rotation de 180 des conduits peut être effectuée aussi bien dans le sens horaire que dans le sens inverse afin de permettre un écoulement continu du fluide sans aucune restriction lorsque le navire tourne sous l'action des éléments Evidemment, on peut prévoir plus de

deux manchons pour chaque bras pivotant.

Les Figures 7 et 8 sont des vues plus complètes du dispositif 24 de raccord multiple tournant, qui comporte le premier raccord tournant 30 A reliant le premier conduit fixe 12 A à une paire de premiers bras 40 A, 52 A Le dispositif comporte trois raccords tournants supplémentaires 30 B, 30 C et 30 D qui se raccordent à trois autres conduits fixes 12 B, 12 C et 12 D Les raccords tournants 30 B et 30 C sont semblables au premier raccord A Ainsi, le second raccord tournant 30 B comporte une paire de bras pivotants sensiblement rigides 40 B, 52 B dont les axes de pivotement coïncident avec l'axe 22 de la tourelle Par ailleurs, chaque bras supérieur 40 B, 40 C peut être raccordé d'une manière séparable à l'une ou l'autre des paires de manchons supérieurs 44 B, 44 C ou 46 B, 46 C De même, les bras inférieurs 52 B, 52 C peuvent être raccordés à l'une ou l'autre des paires de manchons 58 B, 58 C ou 60 B, C Tous les manchons d'accouplement se situent sensiblement sur le cercle imaginaire 48, comme observé selon une vue en plan du dispositif Le raccord tournant D situé sur le dessus comporte un seul bras 90 de transport de fluide qui est relié d'une manière sensiblement permanente à un conduit fixe 14 D Cela est possible pour le raccord tournant 30 D du dessus, car aucun conduit vertical fixe ne s'étend jusqu'au même niveau ou

plus haut que le niveau du bras 90.

La figure 9 représente un autre dispositif 100 de raccord tournant qui établit une liaison entre un conduit fixe 102 A et un conduit rotatif 104 A, et qui comporte un raccord tournant 106 ayant un seul bras rotatif Lorsque le navire auquel est fixé le conduit rotatif 104 A tourne de telle manière que le bras 110 risque de venir heurter le conduit 102 B, l'extrémité extérieure du bras doit être dégagée du manchon 112 Pendant le temps nécessaire à la rotation de 180 ' du bras 110 pour que le bras vienne s'aligner avec un autre manchon d'accouplement 114 et se raccorder à celui-ci, il n'y a pas d'écoulement dans le conduit rotatif 104 A Cependant, l'écoulement dans le conduit fixe 102 A peut se poursuivre, car un réservoir d'emmagasinage 116 est relié au conduit 102 A Les réservoirs d'emmagasinage sont des dispositifs bien connus qui contiennent une quantité limitée de fluide, le réservoir d'emmagasinage permettant à un fluide de continuer à couler dans le conduit 102 A jusqu'au réservoir d'emmagasinage Le réservoir d'emmagasinage peut être une simple cuve de stockage et un dispositif pour renvoyer un fluide jusque dans le conduit une fois que la liaison est rétablie Dans certains cas, la circulation peut être

arrêtée et un réservoir d'emmagasinage est inutile.

Après que le bras 110 a tourné et a été raccordé à un autre manchon, le réservoir d'emmagasinage 116 expulse lentement le fluide qui s'est accumulé dans celui-ci Il existe toutes sortes de réservoirs d'emmagasinage, notamment ceux à piston se déplaçant dans un cylindre pour il stocker davantage de fluide dans le cylindre lorsque la pression appliquée sur un côté du piston vient à dépasser un niveau prédéterminé, le piston étant poussé en sens contraire pour expulser le fluide lorsque la pression vient à baisser au-dessous du niveau prédéterminé Il existe d'autres réservoirs d'emmagasinage pour lesquels on peut sélectionner à des instants donnés un mode de stockage ou

un mode de vidage.

Les figures 10 et 11 représentent des mécanismes pour faire tourner le bras 40 A (évoqué plus haut en référence à la figure 2) afin de l'aligner avec un manchon d'accouplement 44 A et de les fixer l'un à l'autre Une paire de galets 120 (figure 10) sont montés sur le bras 4 OA et supportent le bras sur un rail circulaire 122 qui qîst monté sur le navire et qui tourne avec celui-ci Un moteur 124 fixé au bras entraîne un pignon 126 en prise avec une crémaillère 130 qui s'étend le long du rail 122 Ainsi, lorsque le moteur est mis sous tension pour faire tourner le pignon 126, l'extrémité extérieure du bras se déplace le long du rail circulaire, si bien qu'elle peut être amenée en alignement avec le manchon d'accouplement 44 A Un jeu 132 de balais accroché au moteur vient contre une piste d'alimentation électrique et de commande 134 qui s'étend parallèlement au rail de support 122 La piste 134 d'alimentation électrique a une paire de conducteurs 136, 138 basse tension (par exemple 24 volts) qui alimentent électriquement le moteur, et elle a également un ou plusieurs conducteurs de commande 140 qui acheminent des signaux de commande jusqu'au moteur et qui peuvent acheminer des signaux à partir de capteurs (non

représentés) présents sur le bras.

Lorsque le bras pivote jusqu'à une position alignée avec le manchon d'accouplement 44 A, comme représenté sur la figure 11, le manchon est actionné pour terminer le raccordement Le manchon d'accouplement 44 A comporte une partie déployable 142 formant accouplement qui peut être déplacée dans le sens des flèches 144 par un

vérin 146 (qui peut être hydraulique ou électrique).

Lorsque le vérin déplace la partie déployable 142 formant accouplement vers l'extrémité extérieure 42 du bras, une paire de joints toriques 150, 152 assure une étanchéité aux fluides contre un rebord à l'extrémité extérieure 42 du bras Un emplacement renforcé sur le rail 122 et un bloc de renforcement 154 peuvent être prévus pour résister à la force exercée sur l'extrémité extérieure du bras Un embout de tuyauterie pouvant avancer et reculer est fabriqué par

Vetco Company.

L'utilisation d'un raccord tournant 30 A relati-

vement simple assure un accès rapide au corps 33 du raccolrd tournant Si des joints d'étanchéité tels que le joint 162 deviennent défectueux, un ouvrier peut remplacer une bague de verrouillage 164 pour sortir du corps 33 l'extrémité interne 38 du bras, remplacer le joint endommagé 162, réintroduire l'extrémité 38 du bras et fixer à nouveau la bague de verrouillage 164 Un accès aisé à n'importe lequel des corps de raccords tournants et aux bras de ceux-ci rend les réparations beaucoup plus faciles que dans la technique antérieure En fait, il est possible de prévoir un corps, un bras et un manchon de rechange pour raccord tournant, car tous ces organes peuvent être identiques pour d'autres raccords tournants inférieurs de même dimension du dispositif Le corps 33 et les joints d'étanchéité 162 de tous les raccords tournants ont un diamètre relativement petit Par exemple, pour une conduite d'un diamètre de 30

cm, le corps 33 du raccord tournant et les joints d'étan-

chéité 162 n'ont pas besoin d'avoir un diamètre supérieur à environ 45 cm On peut faire une comparaison avec les raccords multiples tournants selon la technique antérieure ou la nécessité de réaliser un trou d'un grand diamètre dans le raccord tournant afin de faire passer plusieurs conduits peut rendre nécessaire la présence de joints d'étanchéité de plusieurs dizaines de cm de diamètre dans des secteurs inaccessibles Les raccords tournants peuvent avoir une configuration permettant de faire passer des furets (engins de nettoyage) dans au moins un bras du

raccord tournant.

Le dispositif de raccord tournant décrit ci-

dessus utilise des bras rotatifs qui pivotent sur un axe coïncidant avec l'axe du plateau tournant par rapport au navire Dans de nombreuses situations, il est très souhaitable de maintenir une région libre au niveau et autour de l'axe de la tourelle afin d'y effectuer des travaux de complètement et de perçage Les figures 12 à 14 représentent un autre agencement 170 de raccord tournant qui maintient un espace libre au niveau et autour de l'axe de pivotement 172 de la tourelle (figure 12) en vue d'autres opérations Le dispositif comporte plusieurs raccords tournants, un des raccords tournants 174 étant représenté d'une manière assez détaillée Le raccord tournant 174 comporte un corps 176 et des bras supérieur et

inférieur 180, 182 qui s'étendent depuis le corps.

Les extrémités internes du bras sont articulées par rapport au corps 176 autour d'un pivot 184 Le bras supérieur a une paire d'éléments 186, 188 de transport de fluide qui sont articulés l'un avec l'autre autour d'un pivot 190 de bras supérieur Le bras inférieur 182 comporte une paire d'éléments 192, 194 de transport de fluide qui

sont articulés autour d'un pivot 196 de bras inférieur.

L'utilisation de deux éléments articulés à chaque bras permet de modifier la distance entre l'extrémité interne du bras fixée au corps 176 et l'extrémité extérieure du bras

qui peut être fixée à un manchon d'accouplement.

L'extrémité extérieure 200 du bras supérieur peut être reliée d'une manière séparable à n'importe lequel des trois manchons d'accouplement supérieurs 202, 204 et 206 qui sont répartis sur le pourtour d'un cercle Chaque manchon d'accouplement tel que le manchon 202 est articulé autour d'un axe 210 pour permettre à l'extrémité du manchon de s'orienter dans diverses directions horizontales De même, l'extrémité extérieure 212 du bras inférieur peut être raccordée d'une manière séparable à n'importe lequel des trois manchons d'accouplement inférieurs 214, 216 et 208 dont les extrémités extérieures peuvent pivoter de la

même manière que les manchons supérieurs.

La figure 14 représente le dispositif de raccord tournant dans une position dans laquelle l'extrémité extérieure 212 du bras inférieur 182 est raccordée au manchon 214 Cependant, le bras supérieur 180 est placé de telle manière que son extrémité extérieure 200 est espacée du manchon 202 duquel il a récemment été séparé Si le navire tourne dans le sens antihoraire indiqué par la flèche 222, le manchon d'accouplement supérieur 204 vient se placer dans la position 204 x Le bras 180 peut être amené à pivoter d'environ 180 ' jusqu'à la position 180 x dans laquelle son extrémité extérieure à l'emplacement 200 x

peut être fixée au manchon supérieur à l'emplacement 204 x.

Après une autre rotation du navire dans le sens antihoraire, le bras inférieur 182 doit être séparé de la même manière d'un manchon 214, pivoter et être fixé à un

autre manchon 216.

La figure 13 représente quelques détails du raccord tournant 174 On peut voir que des vannes 232, 234 sont disposées près de l'extrémité extérieur de chaque bras pour arrêter l'écoulement dans ce bras juste avant qu'il ne soit séparé d'un manchon tel que le manchon 202 Par ailleurs, le manchon, par exemple 202, est raccordé par l'intermédiaire d'une vanne 236 à une conduite de collecte 240 à laquelle sont reliés tous les manchons supérieur et inférieur pour ce raccord tournant, et qui aboutit à un conduit rotatif unique sur le navire D'autres raccords tournants semblables au raccord tournant 174 peuvent être disposés au même niveau ou à un niveau différent de celui du raccord tournant 174 afin de relier chacun des trois autres conduits fixes 252, 254, 256 (figure 14) à des conduits rotatifs correspondants situés sur le navire. Chacun des bras tels que le bras 182 est de préférence rigide sur la plus grande partie de sa longueur, une souplesse n'étant assurée qu'au niveau de l'axe 184 o les deux éléments sont assemblés de manière articulée (et éventuellement aussi à toute extrémité pivotante de l'élément 194) Cela permet d'utiliser des bras d'une longueur relativement faible en comparaison des conduites "souples" existantes qui ne sont pas très souples si bien qu'elles doivent être longues et qu'elles coûtent cher - 'et

que leur partie médiane peut bouger d'une manière diffici-

lement prévisible.

La figure 15 représente un autre dispositif de raccord tournant 270 qui relie chacun des deux conduits fixes 272, 274 aux tuyaux rotatifs correspondants 276, 278 présents sur un navire subissant des changements d'orientation sous l'action des éléments Les conduits fixes 272, 274 sont montés sur une tourelle sensiblement fixe 280 qui a un axe de rotation 282, le navire tournant autour de la tourelle autour de l'axe 282 La zoneenvironnant l'axe 282 de la tourelle est libre d'accès,

comme dans le cas du dispositif selon les figures 12 à 14.

Cependant, le présent dispositif utilise des bras pivotant (par exemple 292) dont les extrémités internes sont montées sur le navire, et il utilise des manchons d'accouplement

(par exemple 284) montés sur la tourelle non rotative.

Le conduit fixe 272 est raccordé à quatre manchons 284, 286, 288 et 290 espacés sur le pourtour d'un cercle imaginaire 286 coïncidant avec l'axe 282 de la tourelle Le conduit rotatif 276 à raccorder au conduit fixe 272 est relié à deux bras pivotants 292, 294 Le bras 292 comporte deux éléments rigides 296, 298 de transport de fluide, assemblés d'une manière articulée au niveau de l'axe 297, l'élément 298 ayant une partie principale 299 et une extrémité pivotante 300 qui est capable de pivoter autour d'un axe 302 situé sur la partie principale de l'élément Si le navire vient à tourner dans le sens antihoraire indiqué par la flèche 304, la distance entre les extrémités opposées 300, 306 du bras 292 augmente Afin d'éviter tout endommagement du bras ou des manchons, l'extrémité extérieure 300 du bras se sépare du manchon 284 Le bras pivote alors comme indiqué par la flèche 310

jusqu'à ce qu'il soit dans la position indiquée en 292 x.

Une légère rotation du navire permet à l'extrémité 300 x du bras d'être alignée avec le manchon 286 et de pouvoir êt&e raccordée à celui-ci Pendant que le bras se sépare du manchon 284 et qu'il se raccorde au manchon 286, les

hydrocarbures peuvent continuer à passer dans le bras 294.

Le bras 294 a une construction semblable à celle du bras 292, le bras 294 ayant une paire d'éléments 314, 316 articulés l'un à l'autre et une extrémité extérieure articulée 320 L'extrémité extérieure 320 est raccordée à

un manchon d'accouplement 288.

L'autre conduit fixe 274 est raccordé à quatre manchons d'accouplement 321 à 324 disposés sur le même cercle 287 si on les regarde sur une vue en plan Deux bras 326, 328 peuvent chacun se raccorder à un manchon correspondant 321 à 324 et peuvent "tourner" sur le cercle de manchons 321 à 324 au fur et à mesure que le navire

tourne ou change d'orientation sous l'effet des éléments.

Des conduits fixes supplémentaires peuvent être raccordés à des manchons supplémentaires disposés sur le même cercle 287 ou sur des cercles situés plus haut ou plus bas, afin

d'être raccordés à des paires supplémentaires de bras.

Toutes les extrémités extérieures des bras telles que les extrémités 300, 320 peuvent être montées pour coulisser sur une glissière circulaire 330 En outre, les extrémités extérieures de deux bras tels que les bras 292, 326 peuvent être déplacées en synchronisme par le même dispositif, tandis que les extrémités extérieures de deux autres bras tels que les bras 294, 328 peuvent également être déplacées en synchronisme par un seul dispositif d'actionnement Les deux séries de manchons 284 à 290 et 321 à 324 peuvent se trouver à la même hauteur Chacun des bras tels que le bras 292 est de préférence rigide sur la plus grande partie de sa longueur, il ne présente de souplesse qu'au niveau des axes 297 et 302 pour les raisons indiquées plus haut en

référence à la figure 13.

On peut faire remarquer que des raccords tournants annulaires peuvent être utilisés pour dés conduites hydrauliques et pour d'autres fluides, en plus

des raccords tournants non annulaires décrits plus haut.

Par ailleurs, on peut utiliser dans une même installation un mélange de raccords tournants centrés (par exemple

figure 7) et excentrés (par exemple figure 12).

Ainsi, l'invention réalise un raccord tournant afin de raccorder un premier conduit sensiblement fixe s'étendant vers le haut depuis un emplacement situé sous l'eau jusqu'à un conduit rotatif installé sur un navire, une bouée ou autre structure rotative (toutes ces structures pouvant être évoquées sous le nom "navire") flottant à la surface de la mer et susceptibles de tourner sous l'action des éléments, ce qui facilite l'entretien du raccord tournant Généralement, le raccord tournant se raccorde à un premier conduit parmi plusieurs conduits fixes sensiblement verticaux Le raccord tournant peut comporter un corps avec un premier orifice relié à un des conduits et un second orifice raccordé à un bras de préférence rigide sur la plus grande partie de sa longueur et qui s'étend sensiblement horizontalement et peut pivoter autour de l'axe de pivotement du raccord tournant Une extrémité extérieure du bras peut être raccordée d'une manière séparable à l'un des manchons d'accouplement disposés sur un cercle coïncidant avec l'axe de pivotement du navire par rapport à une tourelle sur laquelle sont montés les conduits fixes Lorsque le navire tourne, le bras peut s'approcher d'une position d'interférence dans laquelle le bras risque de heurter un conduit fixe, o dans laquelle ses extrémités opposées risquent de subir des tractions excessives en sens contraire Le bras se dégage de l'un des manchons d'accouplement, pivote puis se fixe à un autre manchon Un agencement complet de raccord multiple tournant comporte généralement des raccords tournants de ce type Bien que l'agencement présente une plus grande complexité en comparaison des raccords multiples tournants classiques, dans la mesure o ils nécessitent que le bras se dégage d'un manchon, pivote pour venir s'aligner avec un autre manchon et se fixe à l'autre manchon, l'agencement offre de nombreux avantages Un avantage important est que chacun des raccords tournants peut avoir un diamètre relativement faible, car le raccord tournant ne nécessite pas un trou central large pour le passage de conduits Par ailleurs, chaque raccord tournant est facilement accessible

pour des travaux d'entretien et de réparation.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1 Dispositif de raccord tournant pour fluide qui raccorde chaque conduit d'un groupe de conduits sensiblement fixes ( 12) s'étendant vers le haut depuis des emplacements situés sous la mer jusqu'à chaque conduit d'un groupe de conduits rotatifs ( 14) montés sur un navire ou autre ( 16) qui est susceptible de tourner sous l'action des éléments, caractérisé en ce qu'il comporte un premier raccord tournant ( 30) dont le corps ( 33) est relié à un premier conduit de l'un desdits groupes de conduits, ledit premier raccord tournant ( 30) ayant un bras de transport ( 40) de fluide qui s'étend sensiblement horizontalement avec une extrémité interne ( 38) articulée sur ledit corps autour d'un axe de pivotement ( 32) s'étendant sensiblement verticalement, ledit bras ayant une extrémité extérieure ( 42) espacée par rapport audit axe; et des premiers manchons d'accouplement ( 44) raccordés chacun à un premier conduit ( 12) de l'autre desdits groupes de conduits, lesdits manchons ( 44) étant disposés sensiblement sur un cercle imaginaire observé selon une vue en plan, ladite extrémité extérieure ( 42) du bras pouvant être raccordée d'une manière séparable à chacun desdits manchons d'accouplement. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit raccord tournant pour fluide ( 30) possède un second bras ( 52) de transport de fluide avec une extrémité interne ( 54) montée sur ledit corps, ledit second bras ( 52) pouvant pivoter autour dudit axe et ayant une extrémité extérieure ( 56) située dans la position la plus éloignée par rapport audit axe de pivotement ( 32); des seconds manchons d'accouplement ( 46) sontdisposés sensiblement sur un second cercle; et ladite extrémité extérieure ( 56) dudit second bras ( 52) peut être raccordée d'une manière séparable auxdits seconds manchons d'accouplement ( 60), grâce à quoi, lorsqu'un desdits bras 2 D doit être dégagé de l'un desdits manchons, l'autre bras peut rester fixé à un autre manchon pour permettre une

circulation ininterrompue entre lesdits conduits.

3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit corps ( 33) a un premier orifice ( 34) relié audit premier conduit ( 12) appartenant audit premier desdits groupes, et des second et troisième orifices ( 36, 50) orientés verticalement, l'un étant orienté sensiblement vers le haut et l'autre orienté sensiblement vers le bas, ladite extrémité interne ( 38) du premier bras ( 40) se trouvant sur ledit axe de pivotement ( 32) et s'étendant vers le haut le long de ce dernier, et ladite extrémité interne ( 54) du second bras ( 52) Fe trouvant sur ledit axe de pivotement ( 32) et s'étendant vers le bas le long de ce dernier, et ledit premier bras ( 40) et les premiers manchons ( 44) se trouvent au-dessus du

niveau dudit second bras ( 52) et des seconds manchons ( 46).

4 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier raccord tournant ( 30) pour fluide possède uniquement ledit premier bras; un desdits premiers conduits ( 12) est agencé pour permettre la circulation d'un fluide vers et à travers ledit premier raccord tournant pour fluide jusqu'à l'autre premier conduit; et un réservoir d'emmagasinage ( 116) est relié audit premier desdits conduits, pour permettre une accumulation de fluide pénétrant dans l'un desdits tuyaux pendant la période durant laquelle ladite extrémité du bras ( 40) se dégage de l'un desdits manchons et ladite extrémité du bras se raccorde à un autre desdits manchons

d'accouplement.

Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une tourelle ( 26) montée pour pouvoir pivoter sur ledit navire ( 16) autour d'un axe coïncidant sensiblement avec ledit axe de pivotement ( 32); en ce que ledit groupe de conduits fixes ( 12) comprend un premier ( 12 A), un second ( 12 B) et un troisième ( 12 C 6) conduits fixes ayant chacun une partie sensiblement fixée à ladite tourelle ( 26), lesdites parties du premier et du second conduits s'étendant sensiblement parallèlement l'une à l'autre et à proximité l'une de l'autre, ledit troisième conduit s'étendant plus haut que lesdits premier et second conduits; et en ce qu'un second raccord tournant ( 30 B) pour fluide sensiblement identique audit premier raccord tournant est raccordé audit second conduit fixe, ledit second raccord tournant ( 30 B) se situant au-dessus dudit premier raccord tournant ( 30 A), les axes de pivotement desdits premier et second raccords tournants coïncidant sensiblement, ledit second raccord tournant ( 30 A) ayant un bras ( 40 B) avec une extrémité interne qui peut pivot Ir autour dudit axe et se trouvant au-dessus dudit bras ( 40 A)

dudit premier raccord tournant ( 30 A).

6 Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il comporte une tourelle ( 26) montée, par rapport audit navire ( 16), de façon à pivoter autour d'un axe sensiblement vertical de la tourelle, ledit groupe de conduits fixes ( 12) étant monté sur ladite tourelle ( 26) et ledit cercle imaginaire ayant son centre sensiblement sur ledit axe de tourelle; et en ce que ledit axe de pivotement ( 22) est espacé dudit axe de tourelle, et ledit bras comporte une paire d'éléments de transport de fluide reliés d'une manière articulée afin de permettre une variation de la distance entre ledit axe de pivotement et lesdits manchons lorsque ledit navire tourne sous l'action des éléments. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un second raccord tournant ( 30 B) pour fluide qui a un second corps, un second bras ( 40 B) s'éten-dant sensiblement horizontalement avec une extrémité interne articulée sur ledit second corps autour d'un second axe espacé par rapport audit axe de pivotement et audit axe de tourelle et avec une extrémité extérieure:, ledit second bras ayant une paire d'éléments articulés; en ce que des seconds manchons d'accouplement peuvent chacun être raccordés d'une manière séparable à ladite extrémité extérieure du second bras; et en ce que lesdits corps desdits premier et second raccords tournants pour fluide sont raccordés chacun à un conduit différent appartenant audit groupe de conduits fixes, et lesdits manchons d'accouplement sont raccordés chacun à un conduit différent

appartenant audit groupe de conduits rotatifs.

8 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un second raccord tournant pour fluide qui a un second corps, un second bras ( 40 B) s'étendant sensiblement horizontalement avec une extrémité interne articulée sur ledit second corps autour d'un second axe espacé par rapport audit axe de pivotement et audit axe de tourelle et avec une extrémité extérieure, ledit second bras ( 40 B) ayant une paire d'éléments articulés; des seconds manchons d'accouplement qui peuvent chacun être raccordés d'une manière séparable à ladite extrémité extérieure du second bras; et en ce que lesdits corps desdits premier et second raccords tournants pour fluide sont chacun raccordés à un conduit différent appartenant audit groupe de conduits rotatifs, et lesdits manchons d'accouplement pour fluide sont raccordés chacun à un conduit différent appartenant audit groupe de conduits fixes. 9 Installation de transfert de fluide caractérisée en ce qu'elle comporte: un navire ( 16) qui est susceptible de tourner sous l'action des éléments et qui possède plusieurs conduits rotatifs ( 14) qui tournent en accompagnant les mouvements du navire, ledit navire ayant une tourelle ( 26) et pouvant tourner par rapport à ladite tourelle autour d'un axe de tourelle sensiblement vertical de façon que ladite tourelle puisse éviter une forte rotation autour d'un axe vertical de tourelle ( 26) lorsque ledit navire tourne sous l'action des éléments; des conduits fixes ( 12) présentant des parties supérieures sensiblement non rotatives qui sont montées sur ladite tourelle; des raccords tournants ( 30) pour fluide qui relient chacun une desdites parties des conduits fixes à l'un desdits conduits rotatifs; un premier raccord ( 30 A) parmi lesdits raccords tournants pour fluide, comportant un corps ( 33) relié à un premier conduit parmi lesdits conduits fixes ( 12 A), ledit premier raccord tournant ( 30 A) ayant un bras ( 40 A) s'étendant sensiblement horizontalement avec une extrémité interne ( 38) articulée sur le corps autour d'un axe de pivotement ( 32) s'étendant sensiblement verticalement, ledit bras ayant une extrémité extérieure ( 42) espacée par rapport audit axe de pivotement; et dés manchons d'accouplement ( 44) disposés sensiblement sur le pourtour d'un cercle imaginaire ayant son centre sur ledit axe de tourelle, regardé selon une vue en plan, ladite extrémité extérieure ( 42) du bras pouvant être raccordée d'une manière séparable à chacun desdits manchons, et chacun desdits manchons d'accouplement ( 44) étant raccordé

à l'un desdits conduits rotatifs ( 14).

Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les raccords tournants ont une construction similaire, et chacun a un axe de pivotement qui coïncide sensiblement avec ledit axe de tourelle, lesdits raccords tournants étant espacés verticalement l'un

de l'autre.

11 Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les raccords tournants ( 30) ont une construction similaire, chacun ayant un axe de pivotement espacé par rapport audit axe de tourelle; et en ce que chaque raccord ( 30) tournant a un bras ( 40) avec une paire d'éléments de circulation de fluide articulés l'un à

l'autre.

12 Installation de transfert de fluide caractérisée en ce qu'elle comprend un navire ( 16) qui est susceptible de tourner sous l'action des éléments et qui possède des conduits rotatifs ( 14) accompagnant les mouvements du navire, ledit navire ayant une tourelle ( 26) et pouvant tourner, par rapport à ladite tourelle, autour d'un axe de tourelle sensiblement vertical; des conduits fixes ( 12) avec des parties supérieures sensiblement non rotatives raccordées à ladite tourelle; des raccords tournants ( 30) pour fluide qui relient chacun une desdites parties de conduits fixes à l'un desdits conduits rotatifs; un premier raccord 30 A) parmi lesdits raccords tournants pour fluide, qui comprend un corps ( 33) relié à un premier desdits conduits rotatifs, ledit premier raccord tournant ( 30 A) ayant un bras ( 40 A) s'étendant sensiblement horizontalement avec une extrémité interne ( 42) articulée sur ledit corps autour d'un axe de pivotement s'étendant sensiblement verticalement, ledit bras ayant une extrémité extérieure ( 42) espacée par rapport audit axe de pivotement, ledit bras comportant une paire d'éléments de transport de fluide articulés l'un à l'autre, un premier desdits éléments formant ladite extrémité interne ( 38) du bras et un second desdits éléments formant ladite extrémité extérieure ( 42) du bras; et en ce que des manchons d'accouplement ( 44) sont disposés sensiblement sur le pourtour d'un cercle imaginaire ayant son centre sur ledit axe de tourelle, ladite extrémité extérieure de bras ( 42) pouvant être raccordée d'une manière séparable à chacun desdits manchons d'accouplement, et chacun desdits manchons d'accouplement étant raccordé à l'une desdites parties

supérieures de conduits fixes.

13 Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que ledit second élément comporte une partie principale et un manchon d'accouplement articulé reliant ladite partie principale à ladite extrémité extérieure. 14 Installation de transfert de fluide, caractérisée en ce qu'elle comprend un navire qui est susceptible de tourner sous l'action des éléments et qui possède des conduits rotatifs ( 14) accompagnant les mouvements du navire, ledit navire ayant une tourelle ( 26) et pouvant tourner, par rapport à ladite tourelle, autour d'un axe de tourelle sensiblement vertical; des conduits fixes ( 12) avec des parties supérieures non rotatives montées sur ladite tourelle; des dispositifs de raccords tournants ( 24) pour fluide qui relient chacun une desdifes parties de conduit fixe à l'un desdits conduits rotatifs; en ce qu'un premier desdits dispositifs de raccords tournants ( 24) comporte un bras ayant une extrémité interne montée sur un premier desdits conduits non rotatifs ( 12) et une extrémité extérieure opposée, ledit bras pouvant fléchir de façon que ladite extrémité extérieure puisse se déplacer; et des manchons d'accouplement qui sont disposés sensiblement sur le pourtour d'un cercle imaginaire centré sur ledit axe de tourelle, ladite extrémité extérieure ( 42) du bras pouvant être raccordée d'une manière séparable à chacun desdits manchons d'accouplement, et chacun desdits manchons d'accouplement étant relié à l'un desdits conduits

rotatifs ( 14).

Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que ledit dispositif de raccord tournant ( 24) pour fluide comporte un corps ( 33) monté sur l'un desdits conduits non rotatifs ( 12) et ledit bras comporte une paire d'éléments rigides de transport de fluide qui

sont articulés l'un à l'autre.

16 Procédé pour faire circuler un fluide entre un conduit sensiblement non rotatif s'étendant depuis un emplacement sous la mer et un conduit rotatif monté sur un navire ou autre qui tourne sous l'action des éléments, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre la circulation dudit fluide dans un premier desdits conduits, le long d'un axe de pivotement ( 32) sensiblement vertical d'un raccord tournant pour fluide, dans un premier bras de pivotement ( 40) s'étendant sensiblement radialement à l'opposé dudit axe de pivotement, entre une extrémité radialement extérieure ( 42) dudit bras et un premier manchon ( 44) parmi plusieurs manchons d'accouplement séparables, et depuis ledit premier manchon d'accouplement dans un second desdits conduits; et le dégagement de ladite extrémité extérieure ( 42) du bras par rapport audit premier manchon d'accouplement ( 44), le pivotement dudit bras autour dudit axe de pivotement jusqu'à ce qu'il vienne se placer au voisinage immédiat d'un second ( 46 B) desdits manchops d'accouplement ( 44) qui est également relié audit second desdits conduits, et la fixation de ladite extrémité extérieure ( 42) du bras audit second manchon d'accouplement

( 46 B).

17 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que, pendant le laps de temps s'écoulant entre ladite étape de séparation de ladite extrémité extérieure ( 42) du premier bras ( 40) par rapport audit premier manchon d'accouplement ( 44) et la fixation de ladite extrémité extérieure ( 42) du premier bras ( 40) audit second manchon d'accouplement ( 44 B), on assure le passage dudit fluide dans ledit premier conduit et le long dudit axe de pivotement ( 32) dans un second bras pivotant ( 40 B) s'étendant sensiblement radialement par rapport audit axe de pivotement et dans un troisième ( 44 C) desdits manchons

d'accouplement et dans ledit second conduit.

18 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que, pendant le laps de temps entre ladite étape de séparation de ladite extrémité extérieure ( 42) du premier bras ( 40) par rapport audit premier manchon d'accouplement ( 44) et la fixation de ladite extrémité 2 q, extérieure ( 42) du premier bras audit second manchon d'accouplement ( 44 B), on assure la circulation dudit fluide dans un desdits conduits jusque dans un réservoir

d'emmagasinage ( 116).