FR2793208A1 - Systeme flottant a lignes tendues et methode de dimensionnement des lignes - Google Patents
Systeme flottant a lignes tendues et methode de dimensionnement des lignes Download PDFInfo
- Publication number
- FR2793208A1 FR2793208A1 FR9905613A FR9905613A FR2793208A1 FR 2793208 A1 FR2793208 A1 FR 2793208A1 FR 9905613 A FR9905613 A FR 9905613A FR 9905613 A FR9905613 A FR 9905613A FR 2793208 A1 FR2793208 A1 FR 2793208A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- lines
- value
- floating
- stretched
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
- B63B21/502—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers by means of tension legs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B71/00—Designing vessels; Predicting their performance
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)
Abstract
. Système flottant pour grandes profondeurs d'eau comportant une structure flottante (1) soumise à des sollicitations extérieures (7, 8, 9) induisant des contraintes, la structure flottante (1) est maintenue au sol au moyen d'une ou de plusieurs lignes tendues (2) constituées d'un matériau ayant des propriétés mécaniques données. La ou les lignes tendues (2) sont constituées d'un matériau peu sensible aux sollicitations en fatigue et la ou lesdites lignes tendues sont dimensionnées de manière indépendante des phénomènes de fatigue associés au comportement dynamique de ladite structure flottante sous l'effet des sollicitations extérieures.. Méthode de dimensionnement des lignes tendues. . Plate-forme marine maintenue au sol au moyen de lignes tendues.
Description
1 2793208
La présente invention concerne notamment une plate-forme à lignes tendues pour grande profondeur d'eau, utilisée en particulier dans le domaine de l'industrie pétrolière pour I'exploitation des gisements marins. Elle présente notamment comme particularité de posséder des lignes tendues constituées d'un matériau peu sensible aux sollicitations de fatigue, et qui sont dimensionnées en s'affranchissant des contraintes relatives aux périodes d'excitations dues à l'environnement extérieur (houle, vent, courant), et aux phénomènes de fatigue associés au comportement dynamique de ladite plate-forme sous l'effet de ces
1 0 sollicitations.
L'invention est appliquée dans le domaine des plates-formes comportant des lignes d'ancrage constituées en matériau ayant une résistance élevée, par exemple des aciers spéciaux à haute résistance, ou encore des lignes tendues en fibre de carbone à haute résistance. Les plates-formes à lignes tendues ou PLT, sont des systèmes flottants utilisés par exemple dans le cadre de l'exploitation des gisements pétroliers. Ces systèmes flottants présentent notamment comme caractéristique et originalité principale d'être munis d'un système d'ancrage tendu ayant pour fonction d'éliminer certains mouvements liés à la houle et aux marées (pilonnement, roulis et tangage). Les mouvements tels que la rotation d'axe vertical (connue sous le terme lacet par l'Homme du métier) et les déports horizontaux
d'amplitude limitée et de grande période, sont autorisés dans certaines limites admissibles.
Le système d'ancrage est en général constitué de tendons ou lignes tendues, généralement de formes tubulaires, disposés verticalement de façon à maintenir la plate-forme au fond de
la mer.
Une autre particularité du système flottant est d'être toujours sous une tension positive afin d'éviter la mise en compression de la partie inférieure des tendons sous l'effet des contraintes résultant de l'action de la houle de la marée ou d'autres actions dues à l'environnement. Ces perturbations extérieures peuvent induire des efforts importants de
fatigue en traction, qui risquent à la longue de diminuer la durée de vie du système.
Lorsque les lignes d'ancrage sont réalisées en acier, la valeur de la période propre du système flottant est située dans une plage de valeurs suffisamment éloignées de celles
des périodes propres des sollicitations extérieures.
Un tel système flottant comportant des tendons en acier est particulièrement bien adapté pour des profondeurs d'eau relativement importantes, par exemple de l'ordre de 1000 mètres.
2 2793208
Dans le cas de profondeurs d'eau plus importantes allant au-delà de 1000 mètres, voir au-delà de 1500 à 2000 mètres par exemple, le poids des lignes d'ancrage en acier devient un paramètre important qui doit être pris en compte dans le dimensionnement de la plate-forme à lignes tendues ou PLT. Cette prise en compte conduit en règle générale à surdimensionner la PLT. En effet, dans le cas des très grandes profondeurs d'eau, sous l'effet de la pression hydrostatique d'écrasement circonférentiel, le poids propre du tendon en acier commence à croître de manière importante, induisant une augmentation du déplacement de la structure flottante, qui doit être suffisante pour en soutenir le poids. Ce déplacement conduit lui-même à accroître les efforts sollicitant les tendons, nécessitant ainsi d'augmenter l'épaisseur des tendons en acier, impliquant à nouveau d'augmenter le déplacement de la structure flottante et ainsi de suite. Ce processus de dimensionnement est susceptible de conduire à une
divergence dans le dimensionnement des plates-formes pour les mers très profondes.
Pour pallier ce problème, il est connu de l'art antérieur d'utiliser des tendons réalisés en matériau léger et présentant des propriétés mécaniques performantes et adaptées aux contraintes dues à l'environnement, tout en restant dans une gamme de période propre de vibration située en dehors de la plage des périodes des sollicitations ou excitations
extérieures existantes.
Il serait possible d'utiliser le titane. Ce dernier présente toutefois comme inconvénient, de posséder une rigidité longitudinale et une densité inadaptées, ainsi qu'un
coût très élevé.
Les matériaux composites permettent d'arriver à un bon compromis entre la tenue mécanique et le prix de revient du tendon. Par exemple, la fibre de carbone, du fait de sa rigidité proche ou supérieure à celle de l'acier (module d'Young compris entre 230 et 400 GPa, voire supérieure), de sa très faible densité (1,7 dans l'air soit 0,7 dans l'eau) et de ses performances mécaniques très élevées (résistance à la rupture supérieure à 3500 MPa accompagnée d'une quasi insensibilité à la fatigue et à la corrosion), offre les meilleurs avantages. L'objet de la présente invention concerne notamment un système flottant pour les grandes profondeurs d'eau comportant au moins une structure flottante maintenue au sol marin aux moyens de lignes tendues, dimensionnées indépendamment des phénomènes de fatigue associés notamment au comportement dynamique de la structure flottante sous l'effet
des sollicitations extérieures.
L'invention concerne un système flottant pour grandes profondeurs d'eau comportant au moins une structure flottante soumise à des sollicitations extérieures (houle, vent, marée par exemple) induisant des contraintes au niveau dudit système flottant, ladite structure
3 2793208
flottante étant maintenue au sol au moyen d'une ou de plusieurs lignes tendues constituées
d'un matériau ayant des propriétés mécaniques données.
Le système est caractérisé en ce que la ou lesdites lignes tendues sont constituées d'un matériau peu sensible aux sollicitations en fatigue et en ce que la ou lesdites lignes tendues sont dimensionnées de manière indépendante des phénomènes de fatigue associés au comportement dynamique de ladite structure flottante sous l'effet des sollicitations extérieures. Les lignes tendues pourront être dimensionnées indépendamment de la plage de
périodes d'excitation.
Selon une réalisation particulière, la ou lesdites lignes tendues possèdent des caractéristiques géométriques, telles que la section Si et/ou le diamètre D,, l'une au moins des deux caractéristiques étant déterminée par exemple pour que les contraintes ai, en tenant compte du facteur d'amplification dynamique FAD, exercées sur la ou lesdites lignes
tendues soient inférieures à une contrainte maximale fixée (m,<.
La ou lesdites lignes tendues peuvent être constituées en fibres de carbone à haute résistance. Dans une autre réalisation particulière la ou lesdites lignes tendues sont par exemple
constituées de câbles en acier à haute résistance mécanique.
Le système flottant comporte par exemple une structure flottante qui possède plusieurs périodes propres T", de pilonnement T1, de roulis T2 ou de tangage T3, au moins une de ces trois valeurs (Tl, T2, T3) est de préférence dans la plage des périodes T, des
sollicitations extérieures.
Au moins une desdites périodes propres Tl, ou T2 ou T3 est par exemple au moins
supérieure à 7 secondes et de préférence comprise entre 7 et 12 secondes.
Selon une réalisation particulière, la ou lesdites lignes tendues sont alignées selon
une direction sensiblement verticales.
Selon une autre réalisation particulière, la ou lesdites lignes tendues font par exemple un angle au moins égal à 10 par rapport à une verticale et de préférence compris
entre 10 et 45 .
La structure flottante peut être une plate-forme marine de production et/ou de forage
ou encore une bouée disposée à une distance " d - en dessous de la surface de l'eau.
Selon un mode de réalisation la plate-forme marine est utilisée pour des profondeurs
d'eau supérieures à 1000 m au moins.
L'invention concerne aussi une méthode de dimensionnement d'une ou de plusieurs lignes tendues utilisées comme moyen d'ancrage d'une structure flottante, la ou lesdites
4 2793208
lignes tendues ayant des caractéristiques géométriques (S, et/ou D,), la ou lesdites lignes
tendues étant constituées en matériau résistant à des sollicitations en fatigue.
La méthode est caractérisée en ce qu'elle comporte au moins les étapes suivantes a) on se fixe une valeur pour la section S, et/ou le diamètre Di de la ou des lignes tendues, b) on détermine en fonction des sollicitations extérieures auxquelles est soumis l'ensemble formé par la structure flottante et lesdites lignes tendues, la force F, exercée sur la ou chacune desdites lignes tendues, c) on détermine, la valeur de la contrainte a, à laquelle sont soumises la ou lesdites lignes tendues, d) on compare ladite valeur A, à une valeur maximale ma admissible, e) tant que ai est différent de ama, on fait varier la valeur de la section Si et/ou la valeur du diamètre Di et on réitère les étapes de b) à e), et pour cr sensiblement
égal à cma on note la valeur de S, et/ou de Di.
Selon un mode de mise en oeuvre à partir de la valeur de S, et/ou de D, obtenue à l'étape e) on détermine le facteur de l'amplification dynamique FAD et l'effort Fd exercé dans
la ou lesdites lignes tendues et on réitère les étapes de c) à e).
Selon un autre mode de mise en oeuvre, on détermine par exemple la valeur de pilonnement en tenant compte de la valeur de contrainte maximale amax, on la compare à une valeur tolérable et lorsque la valeur trouvée dépasse la valeur tolérable, on fait varier au moins la valeur de la section Si et/ou la valeur du diamètre Di de la ou desdites lignes tendues. La méthode selon l'invention s'applique par exemple pour dimensionner des lignes tendues en matériau composite à haute résistance ou encore des lignes tendues constituées de câbles en acier à haute résistance mécanique ou encore des lignes tendues utilisées
comme moyen d'ancrage d'une plate-forme marine.
L'invention présente notamment les avantages suivants 1) le système permet d'étendre les concepts actuellement utilisés pour la production à des profondeurs d'eau plus importantes, tout en conservant des coûts acceptables, 2) d'optimiser le dimensionnement des lignes tendues en fonction du matériau ce qui engendre une économie, 3) il réduit l'influence des phénomènes de second ordre non stationnaires associés aux vibrations de la structure dues à la houle, dénommés dans le domaine de l'art " ringing
et springing ".
2793208
D'autres caractéristiques et avantages de la méthode et du dispositif selon
l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation décrits
à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux figures o: la figure 1 schématise un système de production comportant une plate-forme à lignes tendues, * la figure 2 montre une variante de la figure 1 o les lignes tendues sont inclinées, et * la figure 3 schématise un exemple d'application de l'invention à des structures flottantes
disposées en dessous du niveau de la mer.
La figure 1 représente une structure flottante 1 à lignes tendues telle qu'une plate-
forme, équipée par exemple de quatre lignes d'ancrage 2, permettant son maintien au sol marin 3. Les lignes sont aussi désignées sous les termes lignes tendues ou tendons. Dans la présente invention, les lignes tendues sont constituées par exemple d'un matériau présentant notamment comme caractéristique essentielle de présenter une résistance mécanique élevée, par exemple au moins égale à 1500 MPa et un poids apparent faible
(dans l'eau).
Le matériau utilisé pour les lignes tendues peut être choisi parmi l'un de ceux cités
dans le tableau ci-dessous donné à titre illustratif et nullement limitatif.
Densité Module d'Young Résistance mécanique Acier HR: 7.8 200 GPa 1800 MPa Fibres de carbone HR: 1.75 230 GPa 3500 MPa Fibres de carbone HM: 1.95 400 GPa 2500 MPa o les abréviations HR signifie haute résistance mécanique HM signifie haut module d'Young Sans sortir du cadre de l'invention tout matériau présentant des caractéristiques mécaniques similaires est susceptible d'être utilisé pour les tendons. Ces dernières peuvent
être constituées de câbles en acier toronés.
Un ou plusieurs risers 4 permettent de remonter les effluents du puits de production
vers la plate-forme. Cette dernière comporte par exemple les têtes de puits 5 en surface.
Sur la figure 1, on a aussi représenté la surface de la mer 6 et différentes sollicitations extérieures qui s'exercent sur la plate-forme. Les références 7, 8 et 9 désignent respectivement le courant, les vagues et le vent, par exemple. Ces sollicitations extérieures
ont elles mêmes une période d'excitation désignée Te dans la description.
6 2793208
Le nombre des lignes tendues est choisi en fonction par exemple des dimensions et de la géométrie de la plate-forme, de la profondeur d'eau, de l'environnement dans lequel se trouve la plate-forme, des sollicitations extérieures agissant sur elle, de la nature du matériau
des tendons.
Une ligne tendue est par exemple définie par ses caractéristiques et ses dimensions géométriques telles que sa longueur 1, sa section Si, son diamètre extérieur D, et aussi par des caractéristiques propres au matériau dont il est constitué, telles que sa résistance mécanique, son module d'Young E et sa densité moyenne p. La structure flottante ou plate-forme a ou une masse m, une hauteur h, et une surface de flottaison (Sf), correspondant à l'intersection du volume de la coque et du plan de
la surface de la mer ou de l'eau.
Pour rappel, les méthodes de dimensionnement des systèmes de production selon l'art antérieur consistent à choisir une valeur pour la période propre de vibration verticale de la plate-forme située en dehors de la période propre des perturbations extérieures. Par exemple, la valeur de la période propre la plus élevee est choisie au voisinage de 4 secondes. La méthode de dimensionnement des lignes tendues comporte par exemple au moins les étapes suivantes: Paramètres donnés Les lignes tendues ou tendons sont principalement sollicitées par trois composantes du torseur des forces appliquées sur la plate-forme, la composante verticale de la résultante générale des forces et les deux composantes horizontales des moments. Ces forces sont amplifiées dynamiquement en fonction de la proximité des fréquences des sollicitations et des fréquences propres de vibration du système mecanique constitué par la plate-forme et les lignes d'ancrage. A ces fréquences correspondent des périodes propres de vibration. On définit ainsi trois périodes propres T,, correspondant respectivement à
la période propre de pilonnement Tl, et les périodes propres de roulis T2 ou de tangage T3.
La période propre la plus défavorable est la plus haute des périodes propres
précitées. Elle correspond souvent à un mouvement angulaire de roulistangage de la plate-
forme ancrée. Elle peut être également une période correspondant à un mouvement vertical
de pilonnement.
La période propre Tl de vibration verticale d'une plate-forme à lignes tendues est donnée par exemple par la formule
7 2793208
m + mrn T i = 2 Ki + KH (1)o KH est la raideur hydrostatique. KH = pgSs, les trois facteurs du produit étant respectivement la masse volumique de l'eau de mer, l'accélération de la pesanteur, et l'aire totale de la surface de flottaison de la plate- forme
(intersection du volume de la coque et du plan de la surface de l'océan).
m: masse de la PLT, ma: masse ajoutée hydrodynamique, Ki = ES,- global, avec ESi: raideur globale des lignes tendues (E Module d'Young, Si section des tendons), i est l'indice d'une ligne tendue et I sa longueur. On fait l'hypothèse que tous les lignes tendues présentent les mêmes
caractéristiques pour expliciter les étapes de la méthode.
Lorsque l'on considère le roulis ou le tangage, la formule (1) devient pour le roulis T2=27+ (2) avec T. = 2rKi*d22 +gma l: 'inertie de la plate-forme par rapport à l'axe passant par son centre de gravité, la: l'inertie ajoutée d2: la distance entre les axes des lignes tendues dans la direction perpendiculaire à l'axe de rotation du mouvement du roulis, m la masse de la PLT,
a: le module de stabilité qui peut être positif ou éventuellement légèrement négatif.
Pour le tangage T3 (3) o T3 = 2r JKi *d32 + gma (3) o d3: la distance entre les axes des lignes tendues dans la direction perpendiculaire à
l'axe de rotation du mouvement du tangage.
8 2793208
On connaît aussi les différentes forces F exercées sur la plate-forme sous l'effet des excitations extérieures. Une partie de ces efforts dépend étroitement du diamètre extérieur D, des lignes tendues considérées selon des relations connues de l'Homme du métier. Ces différentes forces peuvent être déduites d'une base de données représentatives des conditions environnementales auxquelles la PLT est soumise. Calcul de la contrainte induite dans les tendons Dans un premier temps, une fois la valeur de la section S, et/ou la valeur du diamètre D, fixées, on calcule, à partir des efforts environnementaux appliqués sur la PLT, la force F, puis la contrainteo', induite dans chacune des lignes ou tendons en appliquant la relation suivante: F o, = - (4) s1 On compare la valeur de la contrainte ainsi obtenue, par exemple à la valeur de
résistance du matériau correspondant au tendon en tenant compte d'une marge de sécurité.
La valeur de la contrainteomax, que peut accepter une ligne tendue ou tendon, est par exemple fixée en utilisant des relations connues de l'Homme du métier, ces relations liant
notamment la période propre à la contrainte.
Les étapes de comparaison sont par exemple les suivantes si cri < OC max, on diminue la valeur de Si et on réitère les étapes de calcul de la contrainte induite et les étapes de comparaison, jusqu'à obtenir une valeur de contrainte o- sensiblement égale à la valeur de contrainte a max, si i, > a max, on augmente la valeur de la surface S, et on réitère les étapes de calcul de la contrainte induite et les étapes de comparaison, jusqu'à obtenir une valeur de contrainte sensiblement égale à la valeur de contrainte o. max, si o1 = o max,, on détermine alors la valeur pour une période propre T, de l'ensemble constitué de la plate-forme et des lignes tendues en utilisant une des trois formules (1), (2) ou (3) données précédemment: formule (1) lorsque l'on souhaite obtenir pour la période propre de pilonnement T1, formule (2) pour la période propre de roulis T2,
formule (3) pour la période propre de tangage T3.
En résumé tant que ai est différent de c max, on fait varier la valeur de la section Si et/ou la valeur de diamètre D, des lignes tendues et on réitère les étapes précitées de calcul
des efforts extérieurs, des contraintes et les étapes de comparaison.
9 2793208
Calcul de l'amplification dynamique Une fois la valeur de la section Si trouvée, on va déterminer le facteur de l'amplification dynamique des sollicitations dans la ligne tendue en négligeant les amortissements, désigné en abrégé par le terme FAD. La relation entre la période propre de vibration T; et la contrainte maximale o max acceptable pour une ligne tendue est par exemple la suivante: si Te est la période d'excitation correspondant à une fréquence d'excitation ve et Tj la valeur de la période propre de vibration obtenue dans les étapes exposées ci-dessus, la valeur de FAD est donnée par la relation (5) suivante: FAD = 1/'I(1 (Te,/T,)2) si F est l'effort dynamique appliqué à la plate-forme avec la fréquence v (correspond à la période T,), I'effort axial correspondant à o max * Si, dans les lignes est: Fd = F/J(1 - (Te/Tj)2) La valeur Fd correspondant à l'effort supplémentaire est alors utilisée dans la relation (4) pour recalculer la valeur de la contrainte induite ainsi qu'une nouvelle valeur de section
pour Si, et la valeur Tj correspondante.
Les étapes de comparaison sont réitérées jusqu'à trouver une valeur T, sensiblement constante. Pour des lignes tendues ayant une forme tubulaire de diamètre extérieur D, et d'épaisseur e,, qui sont reliées à la valeur de la section S, par des formules connues de l'Homme du métier, on fait varier au moins une des valeurs D, et/ou e, pour déterminer la valeur de la contrainte et la valeur de la période propre Ti en exécutant les étapes données ci-dessus. Le dimensionnement des lignes tendues peut comporter une étape supplémentaire
o l'on contrôle que le pilonnement induit par les sollicitations extérieures est tolérable.
La valeur du pilonnement de la plate-forme ou PLT, est donnée par exemple par la formule AI = (r, *1)/ E Puis on compare cette valeur à une valeur maximale, fixée par exemple en tenant
compte des équipements et de la plate-forme.
2793208
Lorsque la valeur trouvée dépasse la valeur tolérée, alors on fait varier la valeur de
la section du ou des lignes tendues jusqu'à obtenir une valeur acceptable et prédéterminée.
Les limites pour les valeurs de pilonnement sont données par exemple en tenant compte de différentes contraintes, par exemple, protéger les têtes de puits disposées au
niveau de la plate-forme, et les soustraire de l'eau.
L'exemple donné ci-après permet d'illustrer les avantages résultant de l'utilisation de lignes tendues de type câble et dimensionnées selon l'invention. La PLT considérée était
dimensionnée pour être utilisée dans des conditions d'environnement jugées très sévères.
Profondeur d'eau 2000 mètres Charge en tête (masse des équipements portés 20 000 tonnes par la coque de la plate-forme) Déplacement de la plate-forme 62 000 tonnes Période propre de roulis ou de tangage 7.05 secondes Nombre de lignes tendues 12 Matériau et configuration câbles en fibres de carbone HR Limité élastique/contrainte admissible 3500 - 1750 MPa Module d'Young 230 000 MPa Diamètre extérieur des lignes 292 mm Section de matériau environ 39 500 mm2 Sans sortir du cadre de l'invention, la figure 2 schématise un exemple d'utilisation de lignes tendues dimensionnées selon l'invention qui sont inclinées d'un angle compté par rapport à la verticale. La valeur de l'angle est au moins égale à 10 et de préférence
comprise entre 10 et 45 .
Une telle disposition permet notamment de restreindre les mouvements horizontaux
ou en rotation auxquels la structure flottante ou la plate-forme est soumise.
L'invention concerne aussi les lignes tendues utilisées pour amarrer tout type de structure flottante, telle que une bouée flottante disposée par exemple à une faible distance en dessous de la surface de l'eau, les PLT, les SPAR, ou tout type de structure flottante
utilisée dans le domaine de la production pétrolière.
La figure 3 représente par exemple une bouée 10 disposée sous la surface de la mer et à une distance d, la bouée soit soumise au moins à certaines excitations précitées. Les
1 1 2793208
lignes tendues 11 permettant l'ancrage de cette bouée sur le sol marin sont dimensionnées
selon les étapes de la méthode précitée.
La bouée peut être équipée de différents moyens de production utilisés
habituellement pour la production pétrolière par exemple.
12 2793208
Claims (14)
1 - Système flottant pour grandes profondeurs d'eau comportant au moins une structure flottante (1) soumise à des sollicitations extérieures (7, 8, 9) induisant des contraintes au niveau dudit système flottant, ladite structure flottante (1) étant maintenue au sol au moyen d'une ou de plusieurs lignes tendues (2) constituées d'un matériau ayant des propriétés mécaniques données caractérisé en ce que: la ou lesdites lignes tendues (2) sont constituées d'un matériau peu sensible aux sollicitations en fatigue et en ce que la ou lesdites lignes tendues sont dimensionnées de manière indépendante des phénomènes de fatigue associés au comportement dynamique
de ladite structure flottante sous l'effet des sollicitations extérieures.
2 - Système flottant selon la revendication 1 caractérisé en ce que la ou lesdites lignes tendues (2) possèdent des caractéristiques géométriques, telles que la section S, et/ou le diamètre D,, I'une au moins des deux caractéristiques étant déterminée pour que les contraintes c,, en tenant compte du facteur d'amplification dynamique FAD, exercées sur la
ou lesdites lignes tendues soient inférieures à une contrainte maximale fixée a1,.
3 - Système flottant selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la ou
lesdites lignes tendues sont constituées en fibres de carbone à haute résistance.
4 - Système flottant selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la ou
lesdites lignes tendues sont constituées de câbles en acier à haute résistance mécanique.
5 - Système flottant selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ladite
structure flottante possède plusieurs périodes propres T, de pilonnement T, de roulis T2 ou de tangage T3, et en ce que au moins une de ces trois valeurs (Tl, T2, T3) est dans la plage
des périodes propres Te des sollicitations extérieures.
6 - Système flottant selon la revendication 5 caractérisé en ce que au moins une desdites périodes propres Tl, ou T2 ou T3 est au moins supérieure à 7 secondes et de
préférence comprise entre 7 et 12 secondes.
7 - Système flottant selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en que la ou
lesdites lignes tendues sont alignées selon une direction sensiblement verticale.
13 2793208
8 - Système flottant selon l'une des revendications 1 ou 6 caractérisé en ce que la ou
lesdites lignes tendues font un angle au moins égal à 10 par rapport à la verticale et de
préférence compris entre 10 et 45 .
9 - Système flottant selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la
structure flottante est une plate-forme marine de production et/ou de forage ou une bouée
disposée à une distance <, d, en dessous de la surface de l'eau.
- Système flottant selon la revendication 9 caractérisé en ce que ladite plate-
forme marine est utilisée pour des profondeurs d'eau au moins supérieures à 1000 m.
11 - Méthode de dimensionnement d'une ou de plusieurs lignes tendues (2) utilisées comme moyen d'ancrage d'une structure flottante (1), la ou lesdites lignes tendues ayant des caractéristiques géométriques (S, et/ou D,), la ou lesdites lignes tendues étant constituées en matériau résistant à des sollicitations en fatigue caractérisée en ce qu'elle comporte au moins les étapes suivantes: a) on se fixe une valeur pour la section S, et/ou le diamètre Di de la ou des lignes tendues, b) on détermine en fonction des sollicitations extérieures auxquelles est soumis I'ensemble formé par la structure flottante et lesdites lignes tendues, la force F, exercée sur la ou chacune desdites lignes tendues, c) on détermine, la valeur de la contrainte a, à laquelle sont soumises la ou lesdites lignes tendues, d) on compare ladite valeur (, à une valeur maximale or. admissible, e) tant que a, est différent de am,x on fait varier la valeur de la section S, et/ou la valeur du diamètre D, et on réitère les étapes de b) à e), et pour A, sensiblement
égal à OaX on note la valeur de S, et/ou de D,.
12 - Méthode de dimensionnement selon la revendication 11 caractérisée en ce que à partir de la valeur de S, et/ou de D, obtenue à l'étape e) on détermine le facteur de l'amplification dynamique FAD et l'effort Fd exercé dans la ou lesdites lignes tendues et on
réitère les étapes de c) à e).
13 - Méthode de dimensionnement selon l'une des revendications 11 ou 12
caractérisée en ce que l'on détermine la valeur de pilonnement en tenant compte de la valeur de contrainte maximale 0max, on la compare à une valeur tolérable et lorsque la valeur
14 2793208
trouvée dépasse la valeur tolérable, on fait varier au moins la valeur de la section S, et/ou la
valeur du diamètre Di de la ou desdites lignes tendues.
14 - Application de la méthode selon l'une des revendications 11 à 13 pour
dimensionner des lignes tendues en matériau composite à haute résistance.
- Application de la méthode selon l'une des revendications 11 à 13 pour
dimensionner des lignes tendues constituées de cables en acier à haute résistance mécanique.
16 - Application de la méthode selon l'une des revendications 11 à 13 pour
dimensionner des lignes tendues utilisées comme moyen d'ancrage d'une plate-forme marine.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9905613A FR2793208B1 (fr) | 1999-05-04 | 1999-05-04 | Systeme flottant a lignes tendues et methode de dimensionnement des lignes |
| GB0010503A GB2349611B (en) | 1999-05-04 | 2000-05-03 | Floating system with tensioned lines and method for sizing the lines |
| OA1200000132A OA11462A (en) | 1999-05-04 | 2000-05-04 | Floating system with tensioned lines and method for sizing the lines. |
| US09/564,673 US6478511B1 (en) | 1999-05-04 | 2000-05-04 | Floating system with tensioned lines |
| BR0002080-0A BR0002080A (pt) | 1999-05-04 | 2000-05-04 | Sistema flutuante com cabos tracionados e método para dimensionar os cabos |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9905613A FR2793208B1 (fr) | 1999-05-04 | 1999-05-04 | Systeme flottant a lignes tendues et methode de dimensionnement des lignes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2793208A1 true FR2793208A1 (fr) | 2000-11-10 |
| FR2793208B1 FR2793208B1 (fr) | 2004-12-10 |
Family
ID=9545165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9905613A Expired - Lifetime FR2793208B1 (fr) | 1999-05-04 | 1999-05-04 | Systeme flottant a lignes tendues et methode de dimensionnement des lignes |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6478511B1 (fr) |
| BR (1) | BR0002080A (fr) |
| FR (1) | FR2793208B1 (fr) |
| GB (1) | GB2349611B (fr) |
| OA (1) | OA11462A (fr) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2388820A (en) * | 2002-05-03 | 2003-11-26 | Ocean Technologies Ltd | Remote subsea wellhead power support system |
| US20040105725A1 (en) * | 2002-08-05 | 2004-06-03 | Leverette Steven J. | Ultra-deepwater tendon systems |
| WO2005100697A2 (fr) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Deepwater Marine Technology L.L.C. | Armature d'acier composite hybride destinee a une plateforme de forage en mer |
| US7854570B2 (en) * | 2008-05-08 | 2010-12-21 | Seahorse Equipment Corporation | Pontoonless tension leg platform |
| US8757081B2 (en) | 2010-11-09 | 2014-06-24 | Technip France | Semi-submersible floating structure for vortex-induced motion performance |
| US8757082B2 (en) | 2011-07-01 | 2014-06-24 | Seahorse Equipment Corp | Offshore platform with outset columns |
| US8707882B2 (en) | 2011-07-01 | 2014-04-29 | Seahorse Equipment Corp | Offshore platform with outset columns |
| NO337333B1 (no) * | 2014-04-07 | 2016-03-21 | Rs X As | Strekkankret merd |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1425593A (en) * | 1973-10-19 | 1976-02-18 | Deep Oil Technology Inc | Offshore marine apparatus |
| GB2092664A (en) * | 1981-02-10 | 1982-08-18 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Ball-and-socket coupling for use in anchorage of floating bodies |
| GB2245287A (en) * | 1990-05-31 | 1992-01-02 | Robin Webb Consulting Limited | Tethers |
| WO1998039513A1 (fr) * | 1997-03-07 | 1998-09-11 | Kværner Oilfield Products A.S | Element de tension |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1563289A (en) * | 1975-08-14 | 1980-03-26 | Yarrow & Co Ltd | Marine structures |
| US4589801A (en) * | 1984-07-16 | 1986-05-20 | Conoco Inc. | Composite mooring element for deep water offshore structures |
| US4585373A (en) * | 1985-03-27 | 1986-04-29 | Shell Oil Company | Pitch period reduction apparatus for tension leg platforms |
| US4983073A (en) * | 1987-02-19 | 1991-01-08 | Odeco, Inc. | Column stabilized platform with improved heave motion |
| US4793738A (en) * | 1987-04-16 | 1988-12-27 | Conoco Inc. | Single leg tension leg platform |
| US4938630A (en) * | 1988-08-22 | 1990-07-03 | Conoco Inc. | Method and apparatus to stabilize an offshore platform |
| US5222453A (en) * | 1990-03-05 | 1993-06-29 | Odeco, Inc. | Apparatus and method for reducing motion response of marine structures |
| GB9224776D0 (en) * | 1992-11-26 | 1993-01-13 | Kvaerner Earl & Wright | Improved tension leg platform |
| US5575592A (en) * | 1994-12-14 | 1996-11-19 | Imodco, Inc. | TLP tension adjust system |
| US6431107B1 (en) * | 1998-04-17 | 2002-08-13 | Novellant Technologies, L.L.C. | Tendon-based floating structure |
| US6109834A (en) * | 1998-08-28 | 2000-08-29 | Texaco Inc. | Composite tubular and methods |
-
1999
- 1999-05-04 FR FR9905613A patent/FR2793208B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-05-03 GB GB0010503A patent/GB2349611B/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-04 US US09/564,673 patent/US6478511B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-04 OA OA1200000132A patent/OA11462A/en unknown
- 2000-05-04 BR BR0002080-0A patent/BR0002080A/pt not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1425593A (en) * | 1973-10-19 | 1976-02-18 | Deep Oil Technology Inc | Offshore marine apparatus |
| GB2092664A (en) * | 1981-02-10 | 1982-08-18 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Ball-and-socket coupling for use in anchorage of floating bodies |
| GB2245287A (en) * | 1990-05-31 | 1992-01-02 | Robin Webb Consulting Limited | Tethers |
| WO1998039513A1 (fr) * | 1997-03-07 | 1998-09-11 | Kværner Oilfield Products A.S | Element de tension |
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| FYLLING IVAR J ET AL: "TLP tendon analysis", TENSION LEG PLATFORM. A STATE OF THE ART REVIEW. Z DEMIRBILEK (ED.), 1989, ASCE, New York, NY, USA, pages 139 - 191, XP000874470 * |
| JOHNSON C P: "Computer aided design approach for deep water tension leg platforms", PROCEEDINGS OF THE ENERGY-SOURCES TECHNOLOGY CONFERENCE; NEW ORLEANS, LA, USA JAN 23-26, 1994, vol. 58, 1994, ASME Petroleum Division, Offshore and Arctic Operations; New York, NY, USA, pages 77 - 87, XP000874449 * |
| LIM F K: "ASSESSMENT OF ALTERNATIVE MATERIALS AND DESIGNS FOR TLP TETHERS", OMAE 1988 HOUSTON, PROCEEDINGS OF THE SEVENTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON OFFSHORE MECHANICS AND ARCTIC ENGINEERING.;HOUSTON, TX, USA, vol. 1, 7 February 1988 (1988-02-07) - 12 February 1988 (1988-02-12), ASME, New York, NY, USA, pages 149 - 155, XP000874519 * |
| NORDGREN R P: "ANALYSIS OF HIGH-FREQUENCY VIBRATION OF TENSION LEG PLATFORMS", J OFFSHORE MECH ARCT ENG MAY 1987, vol. L09, no. 2, May 1987 (1987-05-01), ASME, pages 119 - 125, XP000874344 * |
| NORDGREN R P: "The design of tension leg platforms by a constrained optimization method", J OFFSHORE MECH ARCT ENG AUG 1989, vol. 111, no. 3, August 1989 (1989-08-01), ASME, pages 194 - 202, XP000874522 * |
| ORAN CENAP: "OVERALL DYNAMIC CHARACTERISTICS OF TENSION LEG PLATFORMS", 1983 PROCEEDINGS - FIFTEENTH ANNUAL OFFSHORE TECHNOLOGY CONFERENCE.; HOUSTON, TX, USA, MAY 2-5,1983; OTC4640, vol. 3, 1983, Dallas, TX, USA, pages 507 - 516, XP000874353 * |
| SALAMA M M ET AL: "MATERIALS FOR LIGHTWEIGHT MOORING SYSTEMS FOR DEEPWATER COMPLIANT STRUCTURES", PROCEEDINGS OF THE FOURTH INTERNATIONAL OFFSHORE MECHANICS AND ARCTIC ENGINEERING SYMPOSIUM. PRESENTED AT THE 1985 ASME ENERGY-SOURCES TECHNOLOGY CONFERENCE & EXHIBITION.;DALLAS, TX, USA, vol. 2, 1985, ASME, New York, NY, USA, pages 357 - 364, XP000874424 * |
| SALAMA MAMDOUH M: "LIGHTWEIGHT MATERIALS FOR MOORING LINES OF DEEPWATER TENSION LEG PLATFORMS", MARINE TECHNOL JUL 1984, vol. 21, no. 3, July 1984 (1984-07-01), SNAME, pages 234 - 241, XP000874350 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR0002080A (pt) | 2001-01-02 |
| FR2793208B1 (fr) | 2004-12-10 |
| GB2349611A (en) | 2000-11-08 |
| GB0010503D0 (en) | 2000-06-21 |
| OA11462A (en) | 2003-11-18 |
| US6478511B1 (en) | 2002-11-12 |
| GB2349611B (en) | 2002-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2997257A1 (fr) | Éolienne offshore sur support flottant comportant une combinaison de moyens d'amortissement | |
| FR2967642A1 (fr) | Dispositif d'eolienne offshore avec flotteur semi-submersible particulier | |
| JP6130207B2 (ja) | 洋上風力発電用浮体構造物 | |
| FR2972421A1 (fr) | Dispositif flottant avec systeme d'ancrage particulier | |
| FR2793208A1 (fr) | Systeme flottant a lignes tendues et methode de dimensionnement des lignes | |
| FR2726601A1 (fr) | Colonne montante pour grande profondeur d'eau | |
| FR2552461A1 (fr) | Plate-forme marine flexible | |
| FR2907419A1 (fr) | Reseau de flotteurs,notamment destine pour d'eoliennes et/ou d'hydroliennes sur des sites marins de profondeur importante. | |
| EP0307255B1 (fr) | Ligne d'ancrage caténaire pour un engin flottant et dispositif et procédé de mise en oeuvre de cette ligne d'ancrage | |
| EP2148974B1 (fr) | Installation de liaison fond-surface comprenant un lien souple entre un support flottant et l'extremite superieure d'une conduite rigide en subsurface | |
| EP1250510A1 (fr) | Dispositif de liaison fond-surface comportant un dispositif stabilisateur | |
| WO2018019526A1 (fr) | Support flottant comportant un flotteur et une plaque d'amortissement munie d'une rangee d'orifines | |
| WO2015154965A1 (fr) | Ligne d'ancrage pour support flottant comprenant un dispositif elastique | |
| EP4132843A1 (fr) | Structure porteuse d'installation de modules de captage d'energie eolienne | |
| EP0947420B1 (fr) | Ancre et système d'ancrage non destructifs pour fond marin | |
| FR3088298A1 (fr) | Flotteur articule pour plateforme flottante, notamment pour eolienne flottante. | |
| Arias et al. | Mooring and anchoring | |
| FR3054522A1 (fr) | Support flottant comportant un flotteur et une plaque d'amortissement avec section variable avec la profondeur | |
| Weller et al. | A comprehensive assessment of the applicability of available and proposed offshore mooring and foundation technologies and design tools for array applications | |
| WO2020212440A1 (fr) | Dispositif d'amarrage d'installations flottantes de surface, procede d'installation et procede de calibrage du dispositif correspondants | |
| EP0005088B1 (fr) | Procédé et installation pour l'essai, sur maquette, des structures, ouvrages et constructions, notamment des structures métalliques, de grandes dimensions | |
| EP1208034A1 (fr) | Barge mobile a jambes tendues pour travaux nautiques a moyennes profondeurs | |
| WO2004045946A1 (fr) | Barge de grandes dimensions presentant des cavites formant cavernes dans la coque | |
| FR3087411A1 (fr) | Flotteur semi-submersible notamment d'eolienne offshore comportant un systeme d'ancrage | |
| FR2560849A1 (fr) | Colonne flottante d'amarrage d'un support flottant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CD | Change of name or company name | ||
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 18 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 19 |