FR2797464A1 - Dispositif et procede de maintien et de guidage d'un riser, et procede de transfert d'un riser sur un support flottant - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif de maintien et de guidage d'un riser flottant (1) par rapport à un support flottant (2) comprenant des moyens d'articulation (3) solidaires dudit support flottant permettant :a) la rotation dudit riser autour d'un axe horizontal (XX', YY') perpendiculaire à l'axe longitudinal (ZZ') dudit riser, etb) lesdits coulissements dudit riser selon l'axe longitudinal (ZZ') et ledit guidage des déplacements latéraux dudit riser dans un plan horizontal (XX', YY') perpendiculaire audit axe longitudinal du riser, etlesdits moyens d'articulation (3) comprennent : - des patins de frottement (5), lesdits patins étant montés sur un support de patins (7) permettant le pivotement desdits patins (5), - lesdits patins (5) coopérant de préférence avec des roulettes (9), de sorte que lesdites roulettes (9) sont en appui sur ledit riser, et permettent son coulissement, et ledit riser ne vient en appui sur lesdits patins (5) que lorsque lesdites roulettes (9) se déplacent sous l'effet des déplacements latéraux dudit riser.
Description
Dispositif et procédé de maintien et de guidage d'un riser, et procédé de
transfert d'un riser sur un support flottant La présente invention concerne généralement le domaine des liaisons fond-surface du type comportant une conduite sous-marine verticale, appelée riser, reliant le fond de la mer jusqu'à un support flottant installé
en surface.
Dès que la profondeur d'eau devient importante l'exploitation des champs de production notamment des champs pétroliers s'effectue en général à partir de supports flottants. Ce support flottant comporte en général des moyens d'ancrage pour rester en position malgré les effets des courant, des vents et de la houle. Il comporte aussi en général des moyens de stockage et de traitement du pétrole ainsi que des moyens de déchargement vers des pétroliers enleveurs. Ces derniers se présentent à
intervalle régulier pour effectuer l'enlèvement dc la production.
L'appellation de ces supports flottants de type barge est le terme anglo-
saxon "Floating Production Storage Offloading" (signifiant "moyen flottant de stockage, de production et de déchargement") ci-après abrégé par "FPSO". De nombreuses variantes ont été développées tels les SPARS, longs cigares flottants verticaux maintenus en position par des ancrages caténaires, ou encore les TLPs ("Tension Lcg Platform"), plates-formes à
lignes d'ancrage tendues, lesdites lignes étant en général verticales.
Les têtes de puits sont souvent réparties sur la totalité du champ et les conduites de production, ainsi que les lignes d'injection d'eau et les câbles de contrôle commande, sont déposés sur le fond de la mer en direction d'un emplacement fixe, à la verticale duquel le support flottant
est positionné en surface.
Certains puits sont situés à la verticale du support flottant et l'intérieur du puits est alors accessible directement depuis la surface. Dans ce cas la tête de puits équipée de son "arbre de Noël" peut être installée en surface, à bord du support flottant. On peut alors effectuer, à partir d'un derrick installé sur ledit support flottant, toutes les opérations de forage, de production et de maintenance du puits pendant toute la durée de vie
dudit puits. On parle alors de tête de puits sèche.
Dans le cas des SPARs et des TLPs, les têtes de puits sèches sont rassemblées dans une zone limitée de la plateforme, dans laquelle le derrick est déplaçable pour venir se positionner à la verticale de chacun des puits pour effectuer les opérations de forage ou les opérations de maintenance
du puits pendant toute la durée de vie du champ.
Le derrick de forage étant une structure de grande hauteur pouvant atteindre 60m et possédant une capacité de levage pouvant dépasser 500 tonnes, les moyens nécessaires pour le déplacer d'un puits à l'autre et pour le maintenir en position pendant les opérations sur les puits
conduisent à des structures complexes et onéreuses.
Pour maintenir le riser équipé de sa tête de puits sèche en position sensiblement verticale il convient d'exercer une traction vers le haut qui peut être appliquée, soit par un système de tensionnement à câbles à l'aide de treuils ou de vérins hydrauliques installés sur le support flottant, soit à l'aide de flotteurs répartis le long du riser et installés à diverses
profondeurs, soit encore par une combinaison des deux.
On connaît le brevet FR 2.754.011 décrivant une barge et un système
de guidage pour riser, ce dernier étant équipé de flotteurs.
Les SPARS et TLPs sont elles aussi équipées d'une multiplicité de risers sous-tendus par des flotteurs et maintenus en position par des
systèmes de guidage.
Dans les FPSOs, les risers remontent en surface dans une cavité centrale du support flottant appelée "wellbay" ou baie de forage. La cavité traverse la coque verticalement de part en part sur une hauteur d'environ trente mètres, avec un tirant d'eau d'environ vingt mètres; elle est en général installée à l'axe support flottant, à égale distance de ses extrémités, car c'est la zone o les amplitudes des mouvements et des accélérations est la plus faible lorsque le navire est soumis aux phénomènes dc roulis, de
tangage et de lacet.
La profondeur d'eau de certains champs pétroliers dépassant 1 500m et pouvant atteindre 2 000 à 3 000m, le poids des risers sur de telles hauteurs nécessite leur maintient en position, des efforts verticaux pouvant atteindre et dépasser plusieurs centaines de tonnes. On utilise des éléments de flottabilité de type "bidon" installés à divers niveaux sur les risers
reliant la surface aux ultra grands fonds (1000-3000m).
Les flotteurs concernés sont de grandes dimensions avec notamment un diamètre supérieur à 5m, et une longueur de 10 à 20m et possèdent des
flottabilités unitaires pouvant atteindre 100 tonnes.
Le flotteur et la conduite sont soumis aux effets de la houle, du courant, mais étant raccordés au FPSO en surface, sont aussi indirectement soumis aux effets du vent. Il en résulte des mouvements latéraux et verticaux importants, pouvant atteindre plusieurs mètres, de l'ensemble
riser-flotteur-barge, surtout dans la zone sujette à la houle.
Pour éviter que les risers n'interfèrent entre eux et n'interfèrent avec la coque du support flottant, lesdits risers sont écartés les uns des autres de plusieurs mètres et aussi de plusieurs mètres des parois de la wellbay, ce qui conduit à des wellbays pouvant atteindre 80 m de longueur et 20m de largeur, sur des barges FPSO mesurant jusqu'à 350 m de longueur, 80 m de largeur et possédant une hauteur au niveau du bordé pouvant atteindre et dépasser 35 m. De telles barges ont un tonnage de port en lourd
pouvant atteindre et dépasser 500 000 TPL.
Ces mouvements des risers engendrent des efforts différentiels importants entre le riser et les systèmes de guidage solidaires du support flottant. L'amplitude des déplacements et le niveau très élevé des efforts au niveau des risers, conduisent à concevoir des systèmes de guidage capables de résister non seulement aux conditions extrêmes mais aussi aux phénomènes de fatigue et d'usure cumulées pendant la durée de vie des
installations, laquelle peut dépasser 25 ans.
La présente invention concerne le guidage des risers au sein de la cavité en général centrale en position de production ou dans une position o les opérations de forage ainsi que les opérations lourdes de maintenance de puits sont effectuées, c'est-à-dire à partir d'un derrick fixe par rapport au support flottant, ou encore sur les moyens de transfert du riser entre
ces diverses positions.
La présente invention concerne également le transfert des risers au sein de la cavité en général centrale depuis leur position de production jusque dans une position o les opérations de forage ainsi que les opérations lourdes de maintenance de puits sont effectuées, c'est-à-dire à
partir d'un derrick fixe par rapport au support flottant.
Le forage du puits est réalisé à l'axe principal du derrick, à travers un riser dit "riser de forage", dont la fonction est de guider les tiges de forage et de contenir la boue en retour du puits en cours de percement. Ce riser de forage est assemblé à partir de longueurs unitaires pouvant atteindre 50m, l'ensemble étant descendu en pas à pas, au fur et à mesure de l'assemblage dudit riser. En fin de forage, la partie du riser correspondant à la tranche d'eau est déconnecté du puits au niveau du fond de la mer, puis est dirigée vers une position de garage après que sa longueur aie été raccourcie par désassemblage d'une ou de deux longueurs unitaires. En procédant ainsi, le riser de forage reste pendu, son extrémité
inférieure étant située à 50-100 m du fond.
Le riser de production peut alors être assemblé de la même manière en pas à pas jusqu'à ce qu'il atteigne l'entrée du puits. Les flotteurs sont installés dans la partie haute au fur et à mesure de la pose, puis l'embase du riser de production est enfin connectée au puits. Le puits est alors équipé des divers tubages de production et "l'arbre de Noël" de la tête de puits
sèche est mis en place.
L'ensemble est alors transféré vers son "slot", position de production o il restera pendant toute la durée de vie du champ, sauf pour certaines opérations de maintenance o il sera nécessaire de ramener ledit
riser à l'axe principal du derrick pour effectuer des opérations lourdes.
On connaît des moyens de guidage de riser par rapport au support flottant. Mais, ces systèmes de guidage impliquent le plus souvent des systèmes de tensionnement par câbles qui sont difficiles à mettre en oeuvre (GB 2170240 ou US 4231429). D'autres systèmes ont été proposés qui ne sont pas polyvalcnts mais spécifiques à une position du riser sur le support
flottant, notamment à l'axe du derrick.
Ces systèmes de guidage par tensionnements par câbles rendent le transfert du riser d'une position à une autre au sein de la cavité centrale (wellbay) longue et difficile à réaliser, notamment en ce qui concerne le déplacement depuis la position de production jusqu'à la position dans l'axe
du derrick.
Un but de la présente invention est de fournir un dispositif de maintien et de guidage d'un riser, notamment un riser flottant, par rapport au support flottant, simple à mettre en oeuvre, et qui puisse être utile quelle que soit la position du riser, notamment lorsque le riser est à sa position de production ou en position de forage ou de maintenance à l'axe du derrick; ou encore lors du transfert du riser depuis sa position de production
jusqu'à l'axe du derrick.
Ce dispositif doit autoriser des mouvements relatifs du support flottant et du riser, de manière à supporter des efforts courants de fatigue correspondant à des charges latérales pouvant aller jusqu'à 10 tonnes, et des efforts occasionnels extrêmes correspondant à des charges pouvant
atteindre 100 Tonnes, voire 200 Tonnes.
Le dispositif doit pouvoir autoriser, non seulement des déplacement longitudinaux sensiblement verticaux jusqu'à 5 mètres, si l'on ne considère que les mouvements relatifs entre le support flottant et les risers en mode normal d'opération, mais aussi accepter les déplacements extrêmes correspondant au déballastage complet du support flottant ou à son ballastage maximal, ce qui correspond alors à une course totale pouvant
atteindre 15 à 20 mètres.
En outre, pour les opérations réalisées à l'axe du derrick, le riser doit
rester sensiblement coaxial à l'axe du derrick.
Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de guidage qui permette que les transferts du riser dans une position à une autre au sein de la cavité centrale (wellbay) soient simples à réaliser et donc
puissent être effectués en toute sécurité.
Pour ce faire, la présente invention fournit un dispositif de maintien et de guidage d'un riser, notamment un riser flottant, par rapport à un support flottant comportant des moyens de guidage permettant le coulissement dudit riser selon son axe longitudinal et guidant ses déplacements latéraux dans un plan horizontal perpendiculaire audit axe longitudinal du riser. Le dispositif selon l'invention comprend des moyens d'articulation solidaires dudit support flottant permettant: a) la rotation dudit riser autour d'un axe horizontal perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit riser, dans la limite d'un cône de demi-angle au sommet inférieur ou égal à 10 , ledit axe horizontal et ledit sommet du cône étant situés sensiblement au centre du riser et au niveau du plan médian de la zone o sont situés lesdits moyens d'articulation le long de l'axe longitudinal, et b) lesdits coulissements dudit riser selon son axe longitudinal et ledit guidage des déplacements latéraux dudit riser dans un plan sensiblement perpendiculaire audit axe longitudinal du riser, et lesdits moyens d'articulation comprennent des premiers patins de frottement étant montés sur un support de patins permettant le pivotement desdits patins autour d'un axe perpendiculaire audit axe longitudinal dudit riser, et lesdits premiers patins coopérant avec des seconds patins de frottement, ou de préférence des roulettes, de sorte que lesdits seconds patins ou lesdites roulettes sont en appui sur ledit riser, et permettent son coulissement, et ledit riser ne vient en appui sur lesdits premiers patins que lorsque lesdites roulettes se déplacent sous l'effet des déplacements latéraux dudit riser. On comprend que les déplacements latéraux du riser
sont engendrés par les efforts relatifs entre support flottant et riser.
Par "axe longitudinal du riser", on entend l'axe vertical lorsque Ic riser est en position de repos, c'est-à-dire non soumis à des mouvements
liés à l'agitation de la mer.
Le dispositif selon l'invention est conçu pour supporter des efforts variables dans le plan horizontal. Lesdits seconds patins ou les roulettes assurent de préférence le guidage du riser soumis à des efforts courants dc faibles charges d'environ 10 Tonnes, et les premiers patins assurent le guidage lorsque le riser est soumis à des fortes charges dans des conditions extrêmes de mise en oeuvre, notamment jusqu'à 100 Tonnes, voire 200 Tonnes. Lesdits premiers patins présentent une surface d'appui sur ledit riser
qui présente, de préférence, une courbure complémentaire de celle du riser.
Dans un mode de réalisation, lesdits premiers patins peuvent pivoter
par rapport à un axe solidaire dudit support de patins.
Dans un autre mode de réalisation, lesdits patins sont fixes par rapport audit support de patins et ledit support de patins peut pivoter par rapport audit support flottant pour permettre ledit pivotement desdits premiers patins autour d'un axe perpendiculaire audit axe longitudinal
dudit riser.
Plus particulièrement, lesdits premiers patins sont fixés sur un élément tubulaire enveloppant ledit riser coaxialement audit riser, ledit élément tubulaire étant monté sur une rotule permettant ledit pivotement
et ladite rotation respectivement desdits patins et dudit riser.
Selon le dispositif de l'invention, ladite rotule peut être une butée
lamifiée à l'intérieur de laquelle est encastré ledit élément tubulaire.
Avantageusement, lesdits seconds patins ou de préférence lesdites roulettes sont montées sur des axes perpendiculaires à l'axe vertical dudit riser, l'axe desdits seconds patins ou de préférence desdites roulettes étant susceptible de se déplacer en translation selon un axe perpendiculaire à
l'axe longitudinal dudit riser.
De préférence, lesdits premiers patins sont répartis symétriquement autour dudit riser, et comprennent au moins trois patins situés, de préférence encore, à un même niveau le long de l'axe longitudinal dudit riser. De préférence, lesdits seconds patins ou de préférence lesdites roulettes sont disposées symétriquement autour dudit riser par rapport à son axe longitudinal et avec au moins trois roulettes, dont les axes de rotation sont situés, de préférence encore, sensiblement dans un même plan. Dans un mode de réalisation, lcsdits premiers patins sont montés sur un axe situé sensiblement dans un même plan horizontal que l'axe desdites roulettes et lesdits premiers patins et lesdites roulettes sont disposés
successivement et symétriquement autour dudit riser de manière alternée.
Dans un autre mode de réalisation, lesdits premiers patins et lesdites roulettes sont disposés en quinconce, leurs axes respectifs de pivotement et rotation étant situés à des niveaux différents respectivement
le long de l'axe longitudinal dudit riser.
Plus particulièrement, lesdits premiers patins sont disposés sur au moins deux niveaux différents le long dudit axe longitudinal dudit riser, et lesdits niveaux sont disposés symétriquement par rapport à un plan horizontal correspondant sensiblement au plan médian de la zone o sont
situés lesdits moyens d'articulation le long de l'axe longitudinal.
Selon une autre variante de réalisation, les axes de rotation des roulettes sont disposés sur au moins deux plans différents perpendiculaires audit axe longitudinal dudit riser, et lesdits plans sont disposés symétriquement par rapport à un plan horizontal correspondant sensiblement audit plan médian de la zone le long de l'axe longitudinal
dudit riser o sont situés lesdits moyens d'articulation.
Selon une autre variante de réalisation, lesdits premiers patins peuvent être situés sur deux niveaux différents le long de l'axe longitudinal dudit riser, un niveau supérieur et un niveau inférieur et lesdites roulettes sont situées au-dessus dudit niveau supérieur ct au-dessous dudit niveau inférieur. Selon une autre variante, lesdits premiers patins sont situés sur deuxdits niveaux différents, un niveau supérieur et un niveau inférieur, et
lesdites roulettes sont situées entre lesdits niveaux.
ILe dispositif de maintien et de guidage selon l'invention peut être mis en place sur le support flottant pour maintenir et guider undit riser dans sa position de production, ou il peut être relié à des moyens de transfert d'undit riser depuis sa position de production vers l'axe d'un derrick de forage. Dans ces deux cas, lesdits moyens d'articulation sont de préférence disposés au niveau du plancher de jonction entre ledit riser et
ledit support, situé entre le pont du support flottant et le niveau de l'eau.
De préférence encore, le sommet du cône de demi-angle au sommet, inférieur à 10 , est situé sensiblement au niveau dudit plancher de jonction. Un dispositif de maintien et de guidage selon l'invention peut aussi être mis en place sur ledit support flottant pour maintenir et guider undit riser en position d'opération dans un derrick installé sur ledit support
flottant, plus précisément à l'axe dudit derrick.
A l'axe du derrick, on peut mettre en place un dispositif de maintien et de guidage selon l'invention, à différents niveaux le long de l'axe longitudinal du riser ZZ'. Selon son positionnement le long de l'axe longitudinal, le dimensionnement des patins et roulettes sera adapté en fonction des efforts à transmettre et des mouvements relatifs du riser,
tolérables par rapport au support flottant.
On peut tout d'abord mettre en place le dispositif selon l'invention
au niveau du plancher de jonction du riser avec le support flottant, c'est-à-
dire à une position intermédiaire entre le pont du support flottant et le niveau de l'eau. Dans ce cas, on pourra utiliser le même type de dispositif en position de production, ou pendant le transfert du riser depuis sa position de production jusqu'à l'axe du derrick. Les roulettes ou seconds patins sont alors dimensionnées pour supporter des efforts courants correspondant à des charges pouvant atteindre 5 tonnes, et lesdits premiers patins des efforts extrêmes correspondant à des charges pouvant atteindre
50 tonnes.
On peut également positionner un dispositif selon l'invention à au
moins un des deux niveaux P'1 et P'2, de préférence respectivement au-
dessus et au-dessous dudit plancher de jonction du riser par rapport au support flottant, les niveaux P'1 et P'2 étant situés à différents niveaux de la paroi de la cavité du support flottant, mais suffisamment espacés pour maintenir ledit riser substantiellement coaxial à l'axe du derrick, et n'autoriser des déplacements latéraux du riser tels que l'axe du riser ne
s'écarte pas de plus de 5 de l'axe du derrick; de préférence pas plus de 2 .
La présente invention a donc pour objet un dispositif comportant desdits moyens d'articulation comprenant desdits premiers patins coopérant de préférence avec dcs roulettes, situés sur un premier niveau P', et un second niveau P'2 le long de la paroi de la cavité centrale du support flottant, respectivement au-dessus et au-dessous du niveau Pu dudit
plancher de jonction entre le riser et ledit support flottant.
Pour limiter les efforts courants et extrêmes transmis au niveau des plans P'1 et P'2 à des charges respectivement de 10 et 100 tonnes, on espace avantageusement les plans P'1 et P'2 au maximum, notamment d'au moins
5, de préférence d'au moins 10 mètres.
Dans la mesure o la hauteur de la paroi de la cavité du support flottant représente environ 30 mètres, son tirant d'eau étant d'environ 10 mètres, et dans la mesure également o le plan P'1 est situé au-dessus du niveau de l'eau et légèrement en-dessous du niveau du pont du support flottant, il est possible que le plan P'2 inférieur se situe sous le niveau de l'eau. Dans cette position à l'axe du derrick, lesdits moyens d'articulation peuvent être fixés à l'intérieur d'un collier maintenu en place autour du riser par des câibles reliés par un système de tensionnement à la paroi de la
cavité dudit support flottant, à au moins un desdits niveaux P'1 et P'2.
Dans un autre mode de réalisation, lesdits moyens d'articulation comprenant desdits premiers patins coopérant de préférence avec desdites roulettes, sont situés à l'extrémité d'un système de bras articulés
comportant des vérins hydrauliques.
Avantageusement, le système de bras articulés peut se mouvoir entre une position fermée et une position ouverte, de sorte qu'en position fermée, lesdits moyens d'articulation comprennent de préférence Icsdites roulettes qui sont en contact avec ledit riser, et en position ouverte, il permet le passage d'un flotteur adapté audit riscr flottant, lesdits moyens d'articulation de préférence lesdites roulettes restant en contact avec ledit flotteur. ll Avantageusement, chacun des bras articulés d'un même plan P'1 ou P'2 peut être ajusté en longueur, ce qui permet de créer un désaxement
d'une valeur connue entre l'axe du riser et l'axe du derrick.
La présente invention a également pour objet un procédé de maintien et de guidage d'un riser flottant par rapport à un support flottant permettant le coulissement dudit riser selon son axe longitudinal ZZ' et guidant ses déplacements latéraux dans un plan horizontal XX', YY' perpendiculaire audit riser, à l'aide d'au moins un dispositif de maintien et
de guidage selon l'invention.
La présente invention a également pour objet un procédé de transfert sur un support flottant d'un riser depuis sa position de production jusqu'à sa position au sein d'un derrick de forage. Selon la présente invention, on déplace ledit riser dans ladite cavité d'un support flottant, en déplaçant ledit dispositif de maintien et de guidage du riser par rapport au support flottant selon l'invention, lui-même solidaire dudit riser. De façon avantageuse, le support flottant comporte une cavité centrale comprenant une pluralité de compartiments à l'extrémité desquels lesdits risers sont en position de production, lesdits compartiments communiquant avec un canal central, à l'cxtrémité duquel est situé un derrick de forage, lesdits compartiments étant disposés transversalement
par rapport audit canal central.
De façon avantageuse, lesdits compartiments et ledit canal central comprennent un plancher de jonction entre ledit riser et ledit support flottant sur chaque rive définissant un canal continu de largeur
sensiblement constante.
Dans un mode de réalisation particulier, ledit plancher de jonction est solidaire de la paroi de la cavité à un niveau intermédiaire entre le pont
du support flottant et le niveau de l'eau.
De préférence, le support flottant comprend des moyens de transfert desdits risers entre leur position dc production à l'extrémité des compartiments et la position du derrick, lesdits moyens de transfert permettant de déplacer un dit riser le long dudit plancher de jonction en coopérant avec ledit dispositif de maintien et de guidage assurant la jonction avec ledit riser et ledit support flottant au niveau dudit plancher
de jonction.
Selon une variante de réalisation, lesdits moyens de transfert sont fixes et solidaires dudit support flottant. En particulier, lesdits moyens de transfert comprennent un ensemble
de treuils et de câbles reliant lesdits treuils audit riser.
De façon avantageuse, lesdits moyens de transfert comprennent un
chariot mobile le long desdits compartiments et dudit canal.
De façon avantageuse encore, ledit plancher de jonction est équipé de rails de guidage qui permettent de déplacer lesdits moyens de transfert ou ledit riser, notamment si lesdits moyens de transfert sont fixes, le long
desdits compartiments et dudit canal central.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée de certains modes de
réalisation qui va suivre, faite en référence aux figures suivantes dans lesquelles: * la figure I est une vue de dessus et en plan du riser et du support flottant avec sa cavité centrale, associée à une vue en coupe du derrick de forage à un niveau correspondant au niveau +10m par rapport audit plancher de jonction, * la figure 2 est une vue en plan selon la figure 1, comportant, de plus, les moyens de transfert du dispositif de maintien et guidage de riser selon l'invention, depuis sa position de production jusqu'à l'axe du derrick de
forage,.
* la figure 3 est une représentation schématique des degrés de liberté de rotation autorisés par le dispositif de guidage selon l'invention, et correspondant au mouvement possible du riser en position de production sur son slot et durant toute la phase de transfert vers l'axe
du derrick,.
* la figure 4 est une représentation des degrés de liberté de rotation ct de translation autorisés par le dispositif de guidage selon l'invention, lorsque le riser se trouve en position à l'axe du derrick. Dans cette configuration le riser est guidé sur au moins deux niveaux distincts, au niveau du plan P', et au niveau du plan P'2, lesdits plans étant suffisamment espacés; * la figure 5 est une vue de côté d'un dispositif de guidage selon l'invention, comportant une multiplicité de roulettes et de patins installés en alternance tout autour dudit riser, les patins et les roulettes étant situés sur un même plan; * la figure 6 est une variante d'un dispositif selon l'invention, en vue de côté un riser de production et en coupe, le dispositif de guidage est muni d'une articulation de type butée lamifiée et présente une combinaison de roulettes et de patins installée sur un élément tubulaire sensiblement coaxial à l'axe dudit riser, les patins et les roulettes étant situés sur des niveaux différents le long de l'axe longitudinal ZZ'; * la figure 7 est une vue de dessus d'un dispositif selon l'invention reposant sur le plancher de jonction sur lequel est figuré un canal permettant à l'ensemble d'être déplacé vers l'axe du derrick; * la figure 8 est une vue de côté d'un dispositif de guidage selon l'invention associé à un riser en position d'opération à l'axe du derrick, et monté sur la paroi de la cavité ou baie de forage (wellbay); * les figures 9 et 10 sont des vues de dessus détaillant un collier qui sert de support à des moyens d'articulation représentés dans le plan des patins, qui est maintenu en tension par trois ou quatre câtbles reliés à un système de tensionnement; * les figures 11 et 12 sont des vues de côté d'un riser en position d'opération à l'axe du derrick, les dispositifs selon l'invention étant montés sur des systèmes de bras articulés munis de vérin hydraulique; * la figure 13 représente une vue decôté du riser muni d'un dispositif de maintien et de guidage comportant des moyens d'articulation 3 selon l'invention, relié à des moyens de transfert 12 en cours de transfert dans
le canal central 24 de la cavité du support flottant.
Sur la figure 1 on a représenté une vue de dessus et en plan le plancher de jonction 4. Le support flottant comporte une cavité 23 comprenant une pluralité de compartiments formant des canaux 23, et un canal central 24, lesdits compartiments 23, et ledit canal central 24 étant de forme longitudinale et de largeur sensiblement constante et présentant une continuité entre lesdites positions du riser en position de production (slot) et l'axe du derrick. Ces compartiments 23, sont disposés transversalement par rapport au canal central 24 qui permet dc déplacer un riser sur le plancher de jonction 4 entre sa position de production 11 à l'extrémité dudit compartiment 23, et la position à l'axe du derrick 14 à l'extrémité dudit canal central. Dix positions de production 11 ont été représentées mais une seule est munie de son riser 1 équipé d'un dispositif de guidage 3
solidaire du plancher de jonction 4.
Sur la figure 5, on a représenté un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, dans lequel les patins 5 et les roulettes 9 sont situées sur un même plan, et les patins pivotent autour d'une articulation d'axe 6
solidaire d'un support de patins 7, fixe, sur le support flottant 2.
Sur la figure 5, le riser de production est équipé d'un dispositif de guidage 3 selon l'invention autorisant: a) les déplacements du riser parallèlement à son axe longitudinal ZZ', et b) les mouvements angulaires selon des axes XX' et YY' situés dans
un plan horizontal, limités au cône de demi-angle au sommet 0, le demi-
angle dudit cône étant, selon l'invention, inférieur à 10 degrés; c) des déplacements latéraux très limités dans le plan des axes XX' et yy'. Le dispositif de guidage représenté figure 5, est constitué d'une pluralité de roulettes et de patins installés en alternance tout autour dudit riser, le dispositif de guidage comporte au minimum trois roulettes et trois
patins disposés de manière régulière ou non autour dudit riser.
Les roulettes 9, dont l'une est représentée sur la partie droite de la figure 5, sont solidaire par l'intermédiaire de supports de roulettes 25, d'une embase 22, elle-même solidarisée au plancher de jonction 4. l'axe 10 de ladite roulette est solidaire d'une pièce cylindrique 26 dont l'alésage interne est excentré par rapport à l'axe de ladite pièce cylindriquc. Cc cylindre 26 est entouré d'une couche d'élastomère 27 en forme de bague, l'ensemble étant maintenu en position dans le support de roulettes 25 au moyen d'un chapeau 28. Chacune des roulettes 9 est supportée par une paire de supports de roulettes 25 et bague 27, installés sur le cylindrc 26 de part et d'autre de ladite roulette. Le dispositif ainsi décrit: - (a) permet d'ajuster, grâce à l'ensemble excentrique 10-26, la position de la roulettc par rapport à la paroi extérieure du riser; - (b) autorise de légers déplacements de l'ensemble excentrique, lorsqu'une charge est appliquée par le riser sur la roulette, dans la direction YY', vers la droite. Un résultat
similaire peut être obtenu par un système de ressort.
Les patins 5, dont l'un est représenté sur la gauche de la figure 5, sont constitués d'un bloc antifriction 29 dont la face en regard du riser présente une courbure correspondant à celle dudit riser. Le patin est supporté par une articulation d'axe 6, de type rotule sphérique ou butée lamifiée, solidaire d'un support de patins 7. Les butées lamifiées sont des matériaux composites de type sandwich constitués de couches d'élastomères séparés par des renforts métalliques et autorisent des déplacements angulaires et longitudinaux qui peuvent être importants et dont la valeur peut être ajustée en faisant varier les épaisseurs d'élastomère, le nombre de couches et la disposition des renforts métalliques. De tels dispositifs sont fabriqués notamment par la Société
Techlam France.
Lorsque le riser est en position de repos et qu'aucun effort n'est appliqué par ledit riser sur le système de guidage, la position des roulettes est ajustée, au moyen de l'ensemble excentrique précédemment décrit, de manière à ce que les blocs 29 des patins 5 ne soient pas en contact avec le riser. Ainsi, lorsque les efforts sont faibles, le riser est guidé uniquement par les roulettes, mais dès que les efforts augmentent, la bague d'élastomère 26 s'écrase et autorise le recul de la roulette; le riser venant alors en contact avec les patins adjacents à ladite roulette, lesdits patins transfèrent alors les efforts directement à l'embase 22-1 par l'intermédiaire
du patin 5, sans créer de surcharge inacceptable au niveau de la roulette.
En procédant ainsi, les faibles charges, qui s'appliquent dans 90 à 98% du temps, sont transférées intégralement par l'intermédiaire des roulettes, donc avec des frottements et une usure très réduite, alors que lcs fortes charges, qui demeurent exceptionnelles sont transférées par les
patins, sans risquer d'cndommager les roulettes, ni la surface du riser.
Le retrait des patins par rapport au riser est faible, par exemple dc l'ordre du centimètre et l'épaisseur dc l'anneau d'élastomère 106 est calculée de manière à autoriser un déplacement correspondant de l'axe de
la roulette. Cette épaisseur peut être par exemple de trois centimètres.
A titre d'exemple, les efforts rencontrés sur la durée de vie d'un riser en position de production, sont de l'ordre de 2 à 5 tonnes pendant 95% du temps, de 10 à 20 tonnes sur les 5% restant avec des pointes de charges très exceptionnelles, correspondant aux conditions centennales, pouvant
atteindre et dépasser 50 tonnes.
En procédant selon l'invention, on optimise la taille, et donc le coût des roulcttes, dont la durée de vie pourra être importante sans avoir à les surdimensionner pour des situations extrêmes. Les patins sont dimensionnés pour les cas extrêmes et leur maintenance peut être effectuée
sans difficulté pendant les périodes calmes o ils ne sont pas actifs.
Un résultat similaire est obtenu en remplaçant les roulettes par desdits seconds patins à très faible frottement faibles charges. Lesdits seconds patins sont alors montés en lieu et place des roulettes et s'effacent de la même manière dès lors que la charge appliquée sur le riser dépasse
une valeur préalablement fixée.
Sur la figure 6, on a représenté un dispositif selon l'invention dans lequel les patins 5 et les roulettes 9 sont situés sur des niveaux différents le long de l'axe longitudinal ZZ' du riser, et les patins sont fixes par rapport à un élément tubulaire 7, lui-même pouvant pivoter par rapport au support flottant. La figure 6 qui est une variante de la figure 5 montre en vue de côté un riser de production I équipé d'un dispositif de guidage 3 comprenant un support de patins consistant en un tube 7 coaxial à l'axe longitudinal ZZ' du riser 1 et comportant de manière symétrique par rapport au plan XX'/YY', une pluralité de roulettes 9 munies de leur ensemble excentrique -26 et de la couche d'élastomère 27 en forme de bague, en contact avec ledit riser. Les patins de frottement 5 sont installés dans un plan différent, avantageusement à proximité du plan XX'/YY' et ne sont pas en contact avec ledit riser. L'ensemble du guidage est symétrique par rapport au plan XX'/YY' et est solidarisé au plancher de jonction 4 par une articulation 8 de type butée lamifiée comportant des couches d'élastomère 30 et des renforts métalliques 31, constitués de tôles formées selon des portions de sphères de centre O correspondant au sommet du cône limite de rotation. La rotule lamifiée 8 autorise alors les rotations du dispositif de guidage 3 autour des axes XX' et YY' et maintient l'ensemble des roulettes en contact avec le riser 1. Lorsque les efforts deviennent importants, les roulettes 9 effacent et les patins viennent alors en contact direct avec la paroi du riser. La transmission des efforts entre riser et plancher de jonction se fait alors de manière sensiblement symétrique par rapport au plan XX'/YY' quelque soit la valeur de l'angle S formé par l'axe du riser
avec la verticale, comme indiqué sur la figure 5.
La figure 7 est une vrue de dessus relative à un dispositif de guidage similaire à celui de la figure 6 montrant le dispositif de guidage 3 du riser 1 à la position correspondant au slot 11 et reposant sur le plancher de jonction 4. Ledit plancher de jonction 4 définit un canal 23, permettant à l'ensemble riser-dispositif de guidage d'être déplacé vers l'axe du derrick 14. Le dispositif de guidage est constitué: de quatre roulettes 9 en contact avec le riser,
du tube support 7 par l'intermédiaire d'un ensemble excentrique 10-
26 non représenté,
25. de quatre patins 5 en léger retrait par rapport au riser.
Pour la compréhension du dessin, les patins 5 sont ici représentés entre deux roulettes 9 alors que sur la figure 6 ils sont représentés en alignement vertical avec lesdites roulettes. Le tube 7 est relié au support
22 par l'intermédiaire de l'articulation à butée lamifiée 8 de la figure 6.
Sur les figures 8, 11 et 12 qui représentent un riser en position d'opération à l'axe du derrick, associées à des coupes détaillant les dispositifs de guidage selon l'invention, situés dans des plans P', et P'2, le derrick est situé au-dessus du pont 21 du support flottant et est solidaire de ce dernier. Les divers éléments de guidage, ainsi que le plancher de
jonction 4 sont solidaires de la paroi 20 de la cavité (wcllbay).
Le dispositif de guidage 3 comprenant des moyens d'articulation selon l'invention du riser 1, en position P0 correspondant au plancher de jonction 4, servant au transfert entre le slot 11 et l'axe 14 du derrick 13 peut: a) soit rester en place pendant toute la durée des opérations à l'axe du derrick, auquel cas les roulettes seront en mouvement permanent lors des déplacements du riser selon l'axe ZZ', mais aucun effort latéral selon les axes perpendiculaires XX' et YY' ne sera transmis par ce guidage à la structure dela barge, car les efforts sont intégralement transmis à ladite structure entre les plans P'1 et P'2: le dispositif de guidage 3 peut alors être considéré comme inactif, car ne participant pas à la stabilisation latérale; b) soit être démonté pendant toute la durée des opérations à l'axe du derrick, puis remis en place pour le transfert de retour vers la position de
slot de production 11.
Sur la figure 8, le dispositif de guidage selon l'invention est associé à deux colliers de guidage équipés de patins et roulettes. Dans le plan P'1, le collier est maintenu par un système de vérins hydrauliques solidaires de la paroi de la cavité ou baie de forage (wellbay) ct connectés audit collier, soit directement, soit par l'intermédiaire de câbles sous tension. Le vérin de gauche est relié par l'intermédiaire d'une poulie elle-même solidaire de la paroi de la wellbay. Dans le plan P'2, le collier est maintenu en place par un système de treuils solidaires de la paroi de la cavité ou baie de forage et connectés audit collier par l'intermédiaire de câbles sous tension. Le treuil de gauche est connecté directement audit collier, le treuil de droite est relié par l'intermédiaire d'une poulie elle-même solidaire de la paroi de la cavité ou baie de forage (wellbay). Un dispositif de guidage selon la figure 6 est
présent au niveau du plan P,.
Plus précisément dans la figure 8, le dispositif de guidage 3 comprenant des moyens d'articulation repose sur des bras 221 solidaires du plancher de jonction par l'intermédiaire d'articulations verticales 222 permettant de rabattre lesdits bras 22, comme également montré sur les figures 11 et 12, de manière à libérer le passage, par exemple pour le
passage d'un flotteur.
Dans la figure 8, le collier 15 est maintenu en position par au moins trois câbles en tension 16, dont deux sont dimensionnant comme expliqué
ci-après dans la description des figures 9 et 10. Lcs câbles 16 sont reliés
aux colliers 15 au niveau d'oreilles d'attache et: a) dans le plan P', sur la gauche du dessin, à un vérin hydrauliquc 17a, solidaire de la paroi 20 de la cavité ou baie de forage (wellbay), le câble étant tourné autour d'une poulie de renvoi, elle-même solidaire de ladite paroi 20; sur la droite du dessin à un vérin hydraulique 17a solidaire de la paroi 20 de la cavité ou baie de forage (wellbay); b) dans le plan P'2 sur la gauche du dessin, à un treuil 17b, solidaire de la paroi 20 de la cavité ou baie de forage (wellbay); sur la droite du dessin, à un treuil 17b solidaire de la paroi 20 de la cavité ou baie de forage (wellbay), le câble étant tourné autour d'une poulie de renvoi, elle-même
solidaire de ladite paroi 20.
Sur les figures 9 et 10, le collier 15 est maintenu en tension par trois ou quatre câbles 16 reliés à un système de tensionnement non représenté, caractérisé en ce que seuls deux câbles 16 ont une longueur L, ct L2 ajustée de telle manière que l'axe du collier selon l'axe ZZ', coïncide sensiblement avec l'axe du derrick. Les autres câbles sont alors simplement maintenus en tension à un niveau de tension supérieur au niveau de tension extrême anticipé, correspondant par exemple aux conditions centennales (100 Tonnes). Le collier 15 est constitué de deux demi-coquilles reliées d'un côté par une articulation 15, et de l'autre côté par un système de verrouillage 152 permettant à l'ensemble d'être mis en place autour du riser
et retiré lorsque les opérations sont terminées.
La figure 10 est une version à quatre brins de la figure 9, dans laquelle deux des brins sont ajustés à une longueur correspondant à LI et L2, les deux autres étant simplement maintenus en tension. Lc dispositif selon l'invention permet d'ajuster la coaxialité entre l'axe du riser et l'axe du derrick par la modification, dans le plan P', ct/ou et dans le plan P'2, des longueurs respectives L1 et L2 des câbles dimensionnants. Le dispositif selon l'invention permet aussi de maintenir l'axe du riser parallèlement à une direction donnée quelconque, sensiblement fixe par
rapport à l'axe du derrick.
Sur les figures 11 et 12, le riser en position à l'axe du derrick est stabilisé dans les plans P', et P'2 par un système de bras articulés 18 manoeuvrés par des vérins hydrauliques 19 et supportant au niveau du plan P', un guidage par roulettes associées à des patins de frottement et au niveau du plan P'2 un guidage par collier 15 similaire au collier défini dans les figures 8 et 9. Les efforts sur le riser dans le plan P', sont dirigés vers la droite et créent un effacement de la roulette montée sur un systèmc de ressort, jusqu'à ce que les patins viennent en contact avec ledit riser et transmettent directement à ce dernier les efforts correspondants aux conditions extrêmes (conditions centennales), sans créer d'endommagement au niveau du guidage à roulettes, ni au niveau de la paroi du riser. Dans cette position l'axe du riser s'écarte angulairement très légèrement de l'axe du derrick, représenté par l'angle 0x, qui reste inférieur à 5 , de
préférence 2 .
Sur la figure 11, la poutre de supportage 22, étant en position rabattue, le dispositif de guidage 3 est maintenu dans une position proche de P, par l'intermédiaire de deux câbles 223 reliés à la paroi 20 de la wellbay. Sur la figure 12, le guidage inférieur est représenté en position ouverte, de manière à laisser passer les flotteurs d'un riser de production
en cours d'assemblage, lors de la descente des divers éléments constitutifs.
Les guidages restent en contact avec les parois du flotteur de manière à
limiter les mouvements de l'ensemble de la conduite en suspension.
La figure 12 est une vue de côté d'un riser 1 en cours d'installation à l'axe du derrick. Le système de guidage du plan P'2 est identique à celui du
plan P',. Les plans P', et P'2 sont espacés de huit à dix mètres.
Le riser est en cours d'assemblage, l'ensemble étant descendu avec un flotteur 32. Le guidage inférieur est représenté en position ouverte, de manière à laisser passer ledit flotteur, tout en restant cn contact avec les parois dudit flotteur, de manière à limiter les mouvements dc l'ensemble dc
la conduite en suspension.
Dans cette phase opératoire, le dispositif de guidage lié au plan P0 n'est pas encore installé autour du riser 1, mais le sera dès que le riser sera prêt à être transféré vers son slot de production. Sur la figure 12, les bras articulés du plan P'1 sont munis d'un dispositif 34, mécanique ou hydraulique, permettant d'ajuster de manière indépendante la longueur de chacun des bras, ce qui permet par une variation coordonnée de la longueur de chacun des bras de créer un déport du sommet du cône défini dans les figures 5 et 6, d'une valeur connue, dans une direction connue du plan P'1. En équipant avantageusement les deux plans P'1 et P'2 de bras articulés réglables en longueur, on peut maintenir l'axe du riser parallèlement à une direction quelconque
sensiblement fixe par rapport à l'axe du derrick.
Le dispositif de maintien et guidage 3 selon l'invention comportant des moyens d'articulation, peut être transféré vers l'axe du derrick à l'aide de moyens de transfert fixes par rapport au support flottant, constitués par
des treuils 121 et 124 et des câbles 122 représentés figure 2.
Sur la figure 2 le plancher de jonction 4 comporte des moyens de transfert du riser et d'un dispositif de guidage selon l'invention, constitués de treuils 121 reliés par des câbles 122 au dispositif de guidage 3 se déplaçant par simple glissement sur le plancher de jonction 4 et étant guidé dans les compartiments 23, par des rails 123. Ces deux treuils permettent de déplacer l'ensemble riser-dispositif de guidage 3 entre la position slot 11 et l'axe du canal central 24. Les rails 123 facilitent le passage du dispositif 3 au droit des compartiments adjacents depuis la position de production de départ, jusqu'à l'axe 14 du derrick. Le riser et son dispositif de guidage étant en position dans le canal central 24, les treuils 124 sont alors reliés au support 22 du dispositif de guidage 3 par deux câbles 125, et les câbles 122 des treuils 12, sont alors déconnectés. Par action sur les treuils 124, l'ensemble riser-dispositif de guidage 3 est alors transféré de la position
centrale 24 vers l'axe 14 du derrick.
Le riser peut être déplacé par glissement du support 22 du dispositif de guidage 3 cn forme de rondelle comme représenté sur la figure 13. Sur la figure 13, des éléments tubulaires 22, solidaires du support 22 et disposés dessous le support 22 permettent de guider le riser dans le canal central 24 et entre les rails 123. Des patins de frottement 222 disposés dessous le support 22 et solidaires de celui-ci, permettent de faire glisser le support 22 sur le plancher de jonction 8 sous l'action des treuils 124 et
câbles 125 (non représentés) lorsqu'ils sont mis en action..
Tout en restant dans l'esprit de l'invention, ledit dispositif de guidage peut tout aussi bien être laissé en place. Il est alors ouvrant, de manière à pouvoir libérer le riser qui est alors pris en charge par un second dispositif de guidage assurant la même fonction, avec cependant la différence que l'opération de transfert étant de courte durée et étant effectuée de préférence en temps calme, ledit dispositif de guidage peut
être considérablement simplifié.
Le transfert de la position slot vers l'axe du riser a été décrit par des moyens de type treuil se guidant dans les compartiments 23, du plancher de jonction 4. Un résultat similaire peut être obtenu par un chariot se déplaçant sur des rails à l'aide de moyens tels que des roues actionnées soit manuellement, soit par un moteur thermique ou par un moteur électrique associé des batteries, ou encore par des systèmes d'avancement en pas à pas basés sur l'utilisation de vérins hydrauliques. Ledit chariot est avantageusement équipé d'un bras muni d'une pince ouvrante à l'extrémité de laquelle un dispositif de guidage tel que décrit sur la figure 5, ou dans une version simplifiée, permet de saisir le riser à sa position de slot 11 au moment de l'ouverture du dispositif de guidage permanent, pour le transférer vers l'axe du derrick de forage o des dispositifs de guidage tels
que décrits sur les figures 8 à 13 seront mis en oeuvre..
Claims (31)
1. Dispositif de maintien et dc guidage d'un riser (1) par rapport à un support flottant (2) comportant des moyens de guidage permettant le coulissement dudit riser selon son axe longitudinal (ZZ') et guidant ses déplacements latéraux dans un plan horizontal (XX', YY') perpendiculaire audit axe longitudinal du riser, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'articulation (3) solidaires dudit support flottant permettant: a) la rotation dudit riser autour d'un axe horizontal (XX', YY') perpendiculaire à l'axe longitudinal (ZZ') dudit riser, dans la limite d'un cône de demi-angle au sommet inférieur ou égal à 10 , ledit axe horizontal et ledit sommet du cône étant situés sensiblement au centre du riser et au niveau du plan médian (4) de la zone le long de l'axe longitudinal (ZZ') o sont situés lesdits moyens d'articulation (3), et b) lesdits coulissements dudit riser selon l'axe longitudinal (ZZ') et ledit guidage des déplacements latéraux dudit riser dans un plan (XX', YY') sensiblement perpendiculaire audit axe longitudinal du riser, et lesdits moyens d'articulation (3) comprennent: * des premiers patins de frottement (5) montés sur un support dc patins (7) permettant le pivotement desdits patins (5) autour d'un axe (6) perpendiculaire audit axe longitudinal dudit riser (ZZ'), et * lesdits premiers patins (5) coopérant avec des roulettes ou des seconds patins de frottement, de préférence avec des roulettes (9), de sorte que lesdites roulettes (9) ou lesdits seconds patins sont en appui sur ledit riser, et permettent son coulissement, et ledit riser ne vient en appui sur lesdits premiers patins (5) que lorsque lesdites roulettes (9) ou lesdits seconds patins se déplacent sous
l'effet des déplacements latéraux dudit riser.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers patins (5) peuvent pivoter par rapport à un axe (6) solidaire dudit
support de patins (7).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers patins (5) sont fixes par rapport audit support de patins (7) et ledit support de patins (7) peut pivoter par rapport audit support flottant pour
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permettre ledit pivotement desdits patins autour d'un axe (XX')
perpendiculaire audit axe longitudinal (ZZ') dudit riser.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce quc lesdits premiers patins (5) sont fixés sur un élément tubulaire (7) enveloppant ledit riser coaxialement audit riser, ledit élément tubulaire (7) étant monté sur une rotule (8) permettant ledit pivotement et ladite rotation respectivement
desdits premiers patins (5) et dudit riser (1).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite rotule (8) est une butée lamifiée à l'intérieur de laquelle est encastré ledit
élément tubulaire (7).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que lesdits seconds patins ou de préférence lesdites roulettes (9) sont montées sur des axes perpendiculaires (10) à l'axe vertical (ZZ') dudit riser, l'axe (10) desdites roulettes (9) étant susceptible de se déplacer en translation selon un axe perpendiculaire (XX', YY') à l'axe
longitudinal (ZZ') dudit riser.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que lesdits premiers patins sont répartis symétriquement autour dudit riser (1), et comprennent au moins trois patins, de préférence
situés à un même niveau le long de l'axe longitudinal (ZZ') dudit riser.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 7,
caractérisé en ce que lesdits seconds patins ou de préférence lesdites roulettes (9) sont disposées symétriquement autour dudit riser (1) par rapport à son axe longitudinal (ZZ') et avec au moins trois roulettes, dont les axes de rotation sont situés dc préférence sensiblement dans un même plan.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 8,
caractérisé en ce que lesdits premiers patins (5) sont montés sur un axe (62) situé sensiblement dans un même plan horizontal que l'axe desdites roulettes (9) et lesdits patins (5) et lesdites roulettes (9) sont disposés successivement et symétriquement autour dudit riser (1) de manière alternée.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 9,
caractérisé en ce que lesdits premiers patins (5) et lesdites roulettes (9) sont
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disposés en quinconce, leurs axes respectifs de pivotement et rotation étant situés à des niveaux différents respectivement le long de l'axe (ZZ')
longitudinal dudit riser.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,
caractérisé en ce que lesdits premiers patins (5) sont disposés sur au moins deux niveaux différents (Pi et P2) le long dudit axe longitudinal (ZZ') dudit riser, et lesdits niveaux (P. et P2) sont disposés symétriquement par rapport à un plan horizontal correspondant sensiblement au plan médian (P,) de la zone le long de l'axe longitudinal (ZZ') o sont situés lesdits moyens
d'articulation (3).
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 11,
caractérisé en ce que les axes de rotation des roulettes (9) sont disposés sur au moins deux plans différents (P3, P4) perpendiculaires audit axe longitudinal (ZZ') dudit riser, et lesdits plans (P3, P4) sont disposés symétriquement par rapport à un plan horizontal (P,) correspondant sensiblement audit plan médian de la zone le long de l'axe longitudinal dudit
riser o sont situés lesdits moyens d'articulation (3).
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12,
caractérisé en ce que lesdits premiers patins sont situés sur deux niveaux différents le long de l'axe longitudinal (ZZ') dudit riser, un niveau supérieur (Pl) et un niveau inférieur (P2) et lesdits seconds patins ou de préférence
lesdites roulettes sont situées au-dessus dudit niveau supérieur (P.) et au-
dessous dudit niveau inférieur (P2).
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13,
caractérisé en ce que lesdits premiers patins (5) sont situés sur deuxdits niveaux différents, un niveau supérieur (Pj) et un niveau inférieur (P2), et
lesdites roulettes (9) sont situées entre lesdits niveaux (Pl et P2).
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14,
caractérisé en ce qu'il est mis en place sur le support flottant pour maintenir
et guider un dit riser dans sa position de production (11).
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 14,
caractérisé en ce qu'il est relié à des moyens de transfert (12) d'undit riser
depuis sa position de production vers l'axe d'un derrick de forage (13).
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17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 14,
caractérisé en ce qu'il est mis en place sur ledit support flottant pour maintenir et guider un dit riser en position (14) d'opération dans un derrick
(13) installé sur ledit support flottant.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 17,
caractérisé en ce que lesdits moyens d'articulation (3) sont montés sur le plancher (4) de jonction entre ledit riser et ledit support flottant, situé au niveau (P,,) de la paroi (20) de la cavité (23) dudit support flottant entre le
niveau du pont (21) du support flottant et le niveau de l'eau (33).
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 17 ou 18, caractérisé en ce qu'il comporte: - desdits moyens d'articulation (3) comprenant des patins (5) coopérant de préférence avec des roulettes (9) situés sur un premier niveau P'1 et un second niveau P'2 le long de la paroi (20) de la cavité (23) du support flottant, de préférence respectivement au-dessus et au-dessous du niveau (P,,) dudit plancher (4) de jonction entre le riser et ledit support flottant, - les deux niveaux supérieur (P',) et inférieur (P'2) étant suffisamment espacés pour maintenir ledit riser substantiellement coaxialement à l'axe dudit derrick, et autoriser des déplacements essentiellement verticaux selon ledit axe vertical (ZZ') desdits riser et derrick, les déplacements angulaires dudit riser par rapport à l'axe dudit derrick étant inférieurs à 5 , de
préférence inférieurs à 2 .
20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que lesdits moyens d'articulation (3) sont fixés à l'intérieur d'un collier (15) maintenu en place autour du riser par des câbles (16) reliés par un système de tensionnement (17) à la paroi (20) de la cavité (23) dudit support flottant, à
au moins un desdits niveaux (P',) et (P'2).
21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que le positionnement du collier (15) autour du riser (1) est obtenu par ajustement de la longueur de deux desdits câbles (16), les autres câbles étant maintenus
en tension.
22. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend à chacun desdits niveaux P'1 et P'2 un système de bras articulés
27 2797464
(18) comportant des vérins hydrauliques (19), et à l'extrémité desdits bras sont montés lesdits moyens d'articulation (3); chacun desdits bras articulés pouvant être de préférence ajusté en longueur pour créer un désaxement
entre l'axe du riser et l'axe du derrick.
23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que le système de bras articulés (18) peut se mouvoir entre une position fermée et une position ouverte, de sorte que: - en position fermée, lesdits moyens d'articulation 3, de préférence lesdites roulettes (9), sont en contact avec ledit riser, et - en position ouverte, il permet le passage d'un flotteur (32) adapté audit riser flottant, lesdits moyens d'articulation, de préférence lesdites
roulettes restant en contact avec ledit flotteur.
24. Procédé de maintien et de guidage d'un riser flottant (1) par rapport à un support flottant (2) permettant le coulissement dudit riser selon son axe longitudinal (ZZ') et guidant ses déplacements latéraux dans un plan horizontal (XX', YY') perpendiculaire audit riser, à l'aide d'un
dispositif selon l'une des revendications 1 à 23.
25. Procédé de transfert sur un support flottant d'un riser depuis sa position de production (11) jusqu'à sa position (12) au sein d'un derrick de forage, caractérisé en ce qu'on déplace ledit riser (1) dans ladite cavité (24) d'un support flottant en déplaçant ledit dispositif de maintien et de guidage
(9) du riser par rapport au support flottant, selon la revendication 16, lui-
même solidaire dudit riser (2).
26. Procédé de transfert selon la revendication 25, caractérisé en ce que le support flottant est du type comportant une cavité centrale (23) au sein de laquelle peut être positionnée une pluralité de risers (1), et ladite cavité centrale (23) comporte une pluralité de compartiments (23,) à l'extrémité desquels lesdits risers (1) sont en position de production (11), lesdits compartiments communiquant avec un canal central (24), à l'extrémité duquel est situé (13) un derrick de forage (14), lesdits compartiments étant disposés transversalement par rapport audit canal
central (24.).
27. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 ou 26,
caractérise en ce que lesdits compartiments (23) et ledit canal central (24)
28 2797464
comprennent un plancher (4) de jonction entre ledit riser et ledit support flottant sur chaque rive définissant un canal continu de largeur sensiblement constante, et le support flottant comprend des moyens de transfert (12), dcsdits risers (12) entre leur position de production (11) à l'extrémité des compartiments (231) et la position (13) du derrick (14) , lesdits moyens de transfert permettant de déplacer un dit riser le long dudit plancher de jonction (4) en coopérant avec un dit dispositif de maintien et de guidage (3) du riser (1), ledit dispositif assurant la jonction entre ledit riser et ledit
support flottant.
28. Procédé de transfert selon l'une quelconque des revendications
24 à 27, caractérisé en ce que lesdits moyens de transfert (12) sont fixes et
solidaires dudit support flottant.
29. Procédé de transfert selon la revendication 28, caractérisé en ce que lesdits moyens de transfert (12) comprennent un ensemble de treuils
(12,) et de câbles (122) reliant lesdits treuils (12,) audit riser (1).
30. Procédé de transfert selon l'une quelconque des revendications
à 27, caractérisé en ce que lesdits moyens de transfert (12) comprennent un chariot mobile le long desdits compartiments (23,) et dudit canal central (24).
31. Procédé de transfert selon l'une quelconque des revendications
à 30, caractérisé en ce que ledit plancher de jonction (4) est équipé de rails de guidage (123) qui permettent de déplacer lesdits moyens de transfert
ou ledit riser le long desdits compartiments (23J) et dudit canal central (24).
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