FR2809136A1 - Subsea installation has flexible or semi-rigid connector coupling float(s) to vertical riser(s) or tether extending from seabed and flexible conduit(s) extend from surface platform to riser(s) - Google Patents
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- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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Abstract
Description
INSTALLATION DE LIAISON FOND-SURFACE POUR CONDUITE SOUS--MARINE, DISPOSITIF DE LIAISON ENTRE UN FLOTTEUR ET UN RISER ET PROCEDE D'INTERVENTION DANS LEDIT RISER La présente invention concerne une installation de liaison fond-surface pour conduite sous-marine installée à grande profondeur, ainsi qu'un dispositif liaison entre un flotteur et l'extrémité supérieure d'un riser vertical d'un tendon d'ancrage supportant au moins un riser vertical. La présente invention concerne également un procédé d'intervention à l'intérieur d'un dit riser. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a bottom - to - surface bonding system for submarine pipelines installed at great depth. BACKGROUND OF THE INVENTION , as well as a connection device between a float and the upper end of a vertical riser of an anchor tendon supporting at least one vertical riser. The present invention also relates to a method of intervention within a said riser.
Le secteur technique de l'invention est le domaine de la fabrication et de l'installation de colonnes montantes de production pour l'extraction sous-marine pétrole, de gaz ou autre matériau soluble ou fusible ou d'une suspension de matière minérale à partir de tête de puits immergé pour le développement de champs de production installés en pleine mer au large des côtes. L'application principale de l'invention étant dans le domaine de la production pétrolière. The technical field of the invention is the field of the manufacture and installation of production risers for the extraction underwater oil, gas or other soluble or fuse material or a suspension of mineral material from submerged wellhead for the development of offshore production fields offshore. The main application of the invention being in the field of oil production.
La présente invention concerne plus particulièrement le domaine connu liaisons de type comportant une tour verticale ancrée sur le fond comprenant moins une conduite verticale de liaison fond-surface, appelée "riser", ladite tour verticale comprenant également un flotteur situé à son sommet audit riser, celui-ci étant aussi relié à une conduite flexible, prenant de par son propre poids forme d'une chaînette, jusqu'à un support flottant en surface. Plus particulièrement encore, le flotteur peut être associé à un système d'ancrage reliant le flotteur au fond de la mer et portant un dit riser vertical. Le système d'ancrage peut alors comporter au moins un tendon vertical avec une embase inférieure à laquelle est fixée l'extrémité inférieure du tendon. Ledit tendon peut comporter également des moyens de guidage répartis sur sa hauteur et à travers lesquels passe au moins ledit riser vertical. Ledit tendon peut être constitué soit d'un câble, soit d'une barre métallique, soit encore d'une conduite. The present invention relates more particularly to the known type of type of connection comprising a vertical tower anchored to the bottom comprising less a vertical bottom-surface connection pipe, called "riser", said vertical tower also comprising a float located at its top to said riser, it is also connected to a flexible pipe, taking by its own weight form a chain, to a floating support surface. More particularly, the float may be associated with an anchoring system connecting the float at the bottom of the sea and carrying a so-called vertical riser. The anchoring system may then include at least one vertical tendon with a lower base to which is fixed the lower end of the tendon. Said tendon may also comprise guide means distributed over its height and through which passes at least said vertical riser. The tendon may consist of either a cable, a metal bar, or a pipe.
En effet, dès que la profondeur d'eau des champs de production considérés dans la présente description comme étant des champs pétroliers, devient importante, leur exploitation s'effectue en général à partir de supports flottants. 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 déposées sur le fond de la mer en direction d'un emplacement fixe, à la verticale duquel le support flottant est positionné en surface. Indeed, as soon as the water depth of the production fields considered in the present description as being oil fields, becomes important, their exploitation is generally carried out from floating supports. The wellheads are often distributed over the entire field and the production lines, as well as the water injection lines and the control cables, are placed on the seabed in the direction of a fixed location. where the floating support is positioned on the surface.
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. II comporte aussi en général des moyens de stockage et de traitement du pétrole ainsi que moyens de déchargement vers des pétroliers enleveurs, ces derniers se présentant à intervalle régulier pour effectuer l'enlèvement de la production. L'appellation de ces supports flottants est le terme anglo-saxon "Floating Production Storage Offloading" (signifiant "moyen flottant de stockage, de production et déchargement") dont on utilisera le terme abrégé "FPSO" dans l'ensemble de description suivante. This floating support generally comprises anchoring means to remain in position despite the effects of current, wind and swell. It also generally comprises oil storage and processing means as well as means of unloading to picking tankers, the latter occurring at regular intervals to carry out the removal of the production. The name of these floating supports is the Anglo-Saxon term "Floating Production Storage Offloading" (meaning "floating means of storage, production and unloading") which will be used the abbreviated term "FPSO" in the following description set.
Ces FPSO sont soit ancrés par une série de lignes d'ancres partant chacun des angles du support flottant, auquel cas le FPSO garde un cap sensiblement constant quelles que soient les conditions d'environnement, soit relies à un touret solidaire de la structure du FPSO, ledit touret étant ancré par une série de ligne d'ancres. Dans ce dernier cas, le FPSO est libre de tourner autour du touret, ce dernier gardant un cap constant ; le FPSO prend alors un cap correspondant à la résultante des efforts dus au vent, au courant et à la houle sur coque du navire. Dans la description qui va suivre les liaisons fond-surface décrites arrivent, dans le cas d'un FPSO ancré donc à cap sensiblement constant en genéral sur le bord du navire et dans le cas d'un FPSO sur touret, sur le touret lui-même. These FPSOs are either anchored by a series of anchor lines starting from each of the angles of the floating support, in which case the FPSO keeps a substantially constant course regardless of the environmental conditions, ie connected to a drum integral with the FPSO structure. said reel being anchored by a series of anchor lines. In the latter case, the FPSO is free to turn around the drum, the latter keeping a constant course; the FPSO then takes a course corresponding to the resultant forces due to the wind, the current and the swell on the ship's hull. In the description which follows the described bottom-surface links arrive, in the case of an FPSO anchored so cape substantially constant in general on the edge of the ship and in the case of a FPSO on drum, on the drum itself. even.
Les conduites flexibles sont des structures complexes réalisées à partir gaines métalliques spiralées multiples et de matériaux composites et de ce fait sont fort coûteuses. On cherche alors en général à limiter leur longueur, en installant le flotteur au plus près de la surface. Cependant, la zone proche de surface est soumise aux effets de la houle ainsi qu'à des courants qui peuvent atteindre et dépasser 4 ou 5 noeuds. On installe ainsi, en général, le flotteur a une profondeur 75 à 150m pour limiter les efforts sur le flotteur proprement dit ainsi que sur la portion verticale de conduite ou "riser". Flexible pipes are complex structures made from multiple spiral metal sheaths and composite materials and therefore are very expensive. In general, we try to limit their length, by installing the float closer to the surface. However, the near surface area is subject to the effects of waves as well as currents that can reach and exceed 4 or 5 knots. In this way, the float is generally installed at a depth of 75 to 150 m in order to limit the forces on the float itself and on the vertical portion of the pipe or "riser".
L'ensemble est communément appelé "Tour Riser Hybride", car il fait intervenir deux technologies, d'une part une partie verticale, la tour, dans laquelle le riser est constitué de conduites rigides verticales, d'autre part la partie haute constituée de conduites flexibles en chaînette reliant le sommet de la tour avec le FPSO. The set is commonly called "Hybrid Riser Tower", because it involves two technologies, on the one hand a vertical part, the tower, in which the riser consists of vertical rigid pipes, on the other hand the upper part consisting of flexible pipes in a chain linking the top of the tower with the FPSO.
On connaît le brevet français FR 2 507<B>672</B> publié le Décembre<B>1982</B> et intitule "colonne montante pour les grandes profondeurs d'eau" qui décrit une telle tour hybride comprenant un flotteur en surface relié au FPSO par l'intermédiaire de conduites flexibles et portant des guides suspendus dans lesquels passent uniquement la portion supérieure des conduites verticales de transfert de fluide : ladite tour hybride est ancrée sur le fond de la mer par un câble tendu laissant une certaine souplesse de mouvement vertical à l'ensemble, la portion inférieure des conduites étant libre et formant coude au niveau du fond lequel elle s'appuie. The French patent FR 2,507 <B> 672 </ B> published on December <B> 1982 </ B> and entitled "riser for the deep water" which describes such a hybrid tower comprising a float in surface connected to the FPSO by means of flexible pipes and carrying suspended guides in which pass only the upper portion of the vertical fluid transfer pipes: said hybrid tower is anchored on the seabed by a stretched cable leaving some flexibility vertical movement to the assembly, the lower portion of the pipes being free and forming an elbow at the bottom of which it is based.
L'intérêt d'une telle tour hybride réside dans la possibilité pour le FPSO de pouvoir s'écarter de sa position normale en induisant un minimum de contraintes dans tour ainsi que dans les portions de conduites en forme de chaînettes en suspension, tant au fond qu'en surface. En effet, le FPSO est en général ancré par multitude de lignes reliées à un système d'ancres reposant sur le fond de la mer. Ce système d'ancrage crée des efforts de rappel qui maintiennent le FPSO dans une position neutre. Les liaisons fond-surface créent efforts verticaux et horizontaux supplémentaires qui ont pour effet de déplacer l'axe du FPSO par rapport à ladite position neutre. En l'absence de courant, de vent, de houle et pour niveau de marée moyen, la position du FPSO correspond à une position PO dite position de référence. Sous l'effet conjugué des conditions d'environnement, d'une part sur la coque du FPSO et d'autre part sur les divers éléments constitutifs des risers, le FPSO va se déplacer, par rapport à cette position de référence, en proportion de la valeur de la résultante de tous les efforts appliqués au système. The interest of such a hybrid tower lies in the possibility for the FPSO to be able to deviate from its normal position by inducing a minimum of constraints in the tower as well as in the portions of pipes in the form of chains in suspension, both at the bottom than on the surface. Indeed, the FPSO is generally anchored by a multitude of lines connected to a system of anchors resting on the bottom of the sea. This anchoring system creates recall forces that keep the FPSO in a neutral position. The bottom-surface bonds create additional vertical and horizontal forces which have the effect of moving the axis of the FPSO relative to said neutral position. In the absence of current, wind, swell and for average tide level, the position of the FPSO corresponds to a PO position called reference position. Under the combined effect of the environmental conditions, on the one hand on the hull of the FPSO and on the other components of the risers, the FPSO will move, relative to this reference position, in proportion to the value of the resultant of all the efforts applied to the system.
Ainsi, pour des efforts sur la coque du FPSO tendant à l'éloigner de l'axe de la tour on constate les effets suivants : - d'une part la chaînette se tend et son angle la verticale, au niveau du point d'attache avec le FPSO augmente, ce qui implique un augmentation de l'effort vertical et de l'effort horizontal sur le FPSO - - d'autre part l'angle d'inclinaison de la tour dû au dit effort horizontal, augmente. Thus, for efforts on the hull of the FPSO tending to move away from the axis of the tower we see the following effects: - on the one hand the chain is stretched and its vertical angle, at the point of attachment with the FPSO increases, which implies an increase in the vertical force and the horizontal force on the FPSO - - on the other hand the angle of inclination of the tower due to said horizontal force, increases.
Pour minimiser les conséquences des excursions du FPSO, on recherche en général à augmenter la raideur du système d'ancrage et à donner de la souplesse au niveau des liaisons fond-surface. Pour cela, la configuration avec tour associée à une chaînette présente une grande capacité d'absorber les excursions du FPSO, tout en minimisant les mouvements au niveau de la tour les deformations des chaînettes. To minimize the consequences of FPSO excursions, it is generally desired to increase the rigidity of the anchoring system and to provide flexibility in the bottom-surface connections. For this, the tower configuration associated with a chain has a great ability to absorb the excursions of the FPSO, while minimizing the movements at the tower deformations of the chains.
Pour amortir les mouvements du FPSO, on cherche à augmenter la courbure la conduite flexible le reliant au sommet de la tour. Des réalisations de "tours brides" sont décrites dans FR<B>2507672,</B> US 4391332, IÏP 802 302, et également dans la demande non publiée PCT/FR00/00389, on met en ceuvre des conduites flexibles plongeantes, c'est-à-dire descendant largement en-dessous du flotteur pour y remonter ensuite. Ceci est possible car une conduite flexible est capable résister à la fatigue même lorsque sa courbure présente un rayon de courbure seulement quelques mètres. To dampen the movements of the FPSO, one seeks to increase the curvature flexible pipe connecting it to the top of the tower. "Tower-flange" embodiments are described in FR <B> 2507672, US 4391332, EP 802 302, and also in the unpublished application PCT / FR00 / 00389, flexible plunging pipes are used. that is to say, descending widely below the float to go back then. This is possible because a flexible pipe is able to withstand fatigue even when its curvature has a radius of curvature only a few meters.
Tous les éléments de ces tours hybrides ou de ces risers caténaires doivent etre dimensionnés pour supporter la houle, le courant et les mouvements du navire de surface dans les conditions extrêmes de mer, ce qui conduit à des structures immergées d'ampleur considérable devant supporter des contraintes importantes et résister à des phénomènes de fatigue tout au long de leur durée de vie qui atteint et dépasse couramment 20 ans. All elements of these hybrid towers or catenary risers shall be sized to withstand the swell, current and movements of the surface vessel under extreme sea conditions, leading to immersed structures of considerable magnitude that important constraints and withstand fatigue phenomena throughout their life span which usually reaches and exceeds 20 years.
Les jonctions entre les différentes composantes de l'ensemble flotteur, conduite flexible et riser vertical étant situées non loin de la surface, est soumise aux effets combinés de la houle et du courant. De plus, le support de surface étant soumis non seulement à la houle et au courant, mais aussi au effets vent, les mouvements d'ensemble créent au niveau du point singulier que constitue la jonction entre riser et conduite flexible, des efforts considérables dans divers constituants mécaniques. En effet, le flotteur exerce une traction verticale vers le haut pouvant varier de quelques dizaines de tonnes à plusieurs centaines de tonnes voire même au delà de 1000 tonnes, selon la profondeur d'eau peut atteindre 1500m, voire 3000m, et selon le diamètre interne de la conduite qui peut varier de 6" à 14", voire 16". Ainsi les efforts à transmettre sont considérables et les mouvements d'ensemble sont cadencés, entre autres, au rythme de la houle, c'est à dire avec une période variant typiquement, en periode agitée, entre 8 et 20 secondes. Les cycles de fatigue cumulés sur la durée de vie du champ atteignent ainsi des valeurs dépassant plusieurs dizaines de millions de cycles. Dans l'art antérieur, le flotteur est relié au riser vertical au moyen de systèmes articulés, dont le plus simple d'entre eux est constitué de simples maillons chaînes, les mouvements de rotation étant alors absorbés par simple frottement d'un maillon sur le suivant. Cette disposition présente l'inconvénient majeur créer une usure localisée, usure proportionnelle variations angulaires et aux efforts transmis. The junctions between the various components of the float assembly, flexible pipe and vertical riser being located not far from the surface, is subject to the combined effects of the swell and the current. In addition, the surface support is subject not only to the swell and the current, but also to the wind effects, the overall movements create at the singular point that constitutes the junction between riser and flexible pipe, considerable efforts in various mechanical constituents. Indeed, the float exerts a vertical pull upwards that can vary from a few tens of tons to several hundred tons or even more than 1000 tons, depending on the water depth can reach 1500m or even 3000m, and depending on the internal diameter driving that can vary from 6 "to 14", even 16 ".Thus the efforts to be transmitted are considerable and the overall movements are cadenced, among others, to the rhythm of the swell, ie with a period typically varying, in agitated period, between 8 and 20 seconds, the cumulative fatigue cycles over the life of the field thus reach values exceeding several tens of millions of cycles In the prior art, the float is connected to the vertical riser by means of articulated systems, the simplest of them consists of simple chain links, the rotational movements being then absorbed by simple friction of one link on the next. This arrangement has the major disadvantage of creating localized wear, proportional wear, angular variations and transmitted forces.
Dans autre mode de réalisation de l'art antérieur, le flotteur est intégré au riser vertical, celui-ci le traversant en général de part en part de manière coaxiale, et situé soit au dessus soit en dessous du col de cygne directement encastré sur la conduite. Les variations d'inertie entre ladite conduite verticale et le flotteur au niveau de la jonction créent des accumulations contraintes considérables qui nécessitent soit des pièces de renforts extrêmement coûteux, car très volumineuses et devant comprendre dans certains cas des pieces réalisées en titane, soit des pièces d'articulation de type rotule flexible permettant de réaliser un découplage partiel ou total des inerties et de minimiser lesdites accumulations de contraintes. In another embodiment of the prior art, the float is integrated with the vertical riser, which generally passes through it coaxially from above and is located either above or below the gooseneck directly embedded in the conduct. The variations in inertia between said vertical pipe and the float at the junction create considerable stress accumulations that require either extremely expensive pieces of reinforcement, because very bulky and must include in some cases parts made of titanium, or parts hinge-type flexible ball joint for partial or total decoupling of the inertia and to minimize said accumulation of stresses.
Cependant, ces pièces d'articulation connaissent aussi des phénomènes d'usure mecanique importants. However, these hinge parts also experience significant mechanical wear phenomena.
Un problème posé par la présente invention est donc de fournir un dispositif liaison entre le flotteur et le riser ou le tendon d'ancrage supportant ledit riser - ne connaisse pas les problèmes d'usure rencontrés par les dispositifs de liaison des realisations antérieures, - soit simple et peu coûteux à réaliser, - soit capable de résister aux efforts et aux phénomènes de fatigue engendrés par la houle et le courant agissant principalement sur le flotteur ainsi que sur les divers composants de ladite tour hybride. A problem posed by the present invention is therefore to provide a connecting device between the float and the riser or anchor tendon supporting said riser - do not know the wear problems encountered by the binding devices of previous achievements, - either simple and inexpensive to achieve, - being able to withstand the forces and fatigue phenomena caused by the swell and the current acting mainly on the float and on the various components of said hybrid tower.
Plus particulièrement, le problème posé par la présente invention est de fournir un dispositif de liaison entre le flotteur et le riser ou dit tendon d'ancrage, capable d'absorber les rotations selon les trois degrés de liberté de rotation du flotteur vis à vis de l'ensemble des autres éléments de la tour hybride, tout en minimisant les contraintes engendrées aux extrémités et en supprimant les phénomènes d'usure rencontrés dans l'art antérieur, notamment sans utiliser de dispositif d'articulation aux dites extrémités. Un autre problème selon la présente invention de permettre une intervention aisée à l'intérieur dudit riser depuis la surface, notamment de permettre l'inspection ou le nettoyage dudit riser vertical, introduction d'un tube rigide depuis l'extrémité supérieure du flotteur, passant à travers ledit dispositif de liaison entre flotteur et riser vertical. More particularly, the problem posed by the present invention is to provide a connection device between the float and the riser or said anchor tendon, capable of absorbing rotations according to the three degrees of freedom of rotation of the float with respect to all the other elements of the hybrid tower, while minimizing the stresses generated at the ends and eliminating the wear phenomena encountered in the prior art, in particular without using a hinge device at said ends. Another problem according to the present invention to allow easy intervention within said riser from the surface, in particular to allow inspection or cleaning of said vertical riser, introduction of a rigid tube from the upper end of the float, passing through said connection device between float and vertical riser.
En effet, ces liaisons fond-surface véhiculent un fluide polyphasique, c'est à dire un fluide composé de pétrole brut, d'eau et de gaz. lors de la remontée du fluide, la pression locale diminue et les bulles de gaz augmentent alors de volume, créant phénomènes d'instabilité de la veine fluide pouvant conduire à des accoups importants. Lors d'arrêts de production, le gaz se retrouve dans la partie haute et mélange huile-eau se trouve piégé dans les points bas, c'est à dire dans la partie basse de la zone du flexible en chaînette, ainsi que dans la partie basse de section sensiblement verticale du riser. Indeed, these bottom-surface bonds convey a polyphasic fluid, ie a fluid composed of crude oil, water and gas. during the rise of the fluid, the local pressure decreases and the gas bubbles then increase in volume, creating phenomena of instability of the fluid vein that can lead to significant coupling. During production shutdowns, the gas is found in the upper part and the oil-water mixture is trapped in the low points, that is to say in the lower part of the hose area in the chain, as well as in the part low of substantially vertical section of the riser.
Le mélange polyphasique, constitué de pétrole brut, d'eau et de gaz, a tendance, lorsque température descend en dessous d'un valeur située entre 30 et 40 C, à créer deux types de bouchons qui risquent de bloquer la production. Un premier type bouchon est dû à la formation d'hydrates à partir de la phase gazeuse en présence d'eau, un autre type est dû au figeage de la paraffine contenue en proportion variable dans le pétrole brut de certains champs pétroliers, particulièrement en Afrique de l'Ouest. The multiphase mixture, consisting of crude oil, water and gas, tends, when temperature falls below a value between 30 and 40 C, to create two types of caps that may block production. A first type of plug is due to the formation of hydrates from the gaseous phase in the presence of water, another type is due to the freezing of paraffin contained in variable proportion in the crude oil of certain oil fields, particularly in Africa. from West.
Pour éviter ces phénomènes, on isole les conduites de manière à limiter les échanges de chaleur, surtout dans la tranche d'eau inférieure où la température de l'eau avoisine les 4 C. To avoid these phenomena, the pipes are isolated so as to limit heat exchanges, especially in the lower water section where the water temperature is around 4 C.
Il est possible d'améliorer le niveau d'isolation des flexibles, mais le coût est très élevé surtout si le flexible est installé à grande profondeur, car il doit, de plus, résister à la pression de fond qui représente environ 100 bars pour chaque tranche de 1000m d'eau. Ceci explique l'intérêt des tours hybrides dans lesquelles le flexible est de longueur limitée, la colonne verticale étant constituée des conduites rigide pouvant être réalisée avec des systèmes d'isolation à très hautes performances et d'un coût beaucoup moins élevé. It is possible to improve the insulation level of the hoses, but the cost is very high especially if the hose is installed at great depth, because it must, in addition, withstand the bottom pressure of about 100 bar for each 1000m slice of water. This explains the interest of hybrid towers in which the flexible is of limited length, the vertical column consisting of rigid pipes that can be made with very high performance insulation systems and a much lower cost.
On connaît la méthode d'intervention à l'intérieur des canalisations, dite "coiled-tubing", consistant à pousser un tube rigide de petit diamètre, en général 20 à 50mm, à travers la conduite. Ledit tube rigide est stocké enroulé par simple cintrage sur un tambour, puis détordu lorsqu'on le débobine. Ledit tube peut mesurer plusieurs milliers de mètres cri une seule longueur. L'extrémité du tube située fût du tambour de stockage est reliée par l'intermédiaire d'un joint tournant à un dispositif de pompage capable d'injecter un liquide à haute pression et à haute température . Ainsi, en poussant le tube fin à travers la conduite en maintenant le pompage et la contre-pression, cette conduite nettoyée grâce à l'injection d'un produit chaud capable de dissoudre les bouchons Cette méthode d'intervention est couramment utilisée lors des interventions puits verticaux ou sur des conduites obstruées par des formations de paraffine ou d'hydrates, phénomènes courants et redoutés dans toutes les installations de production de pétrole brut. Le procédé de "coiled-tubing" est dénommé ci-après par "nettoyage par tubage continu" ou NTC. The method of intervention inside the pipes, known as "coiled-tubing", consists of pushing a rigid tube of small diameter, generally 20 to 50 mm, through the pipe. Said rigid tube is stored wound by simple bending on a drum, then unstripped when uncoiling it. Said tube can measure several thousand meters of cry one length. The end of the tube located from the storage drum is connected via a rotary joint to a pumping device capable of injecting a liquid at high pressure and at high temperature. Thus, by pushing the fine tube through the pipe while maintaining the pumping and against-pressure, this pipe cleaned thanks to the injection of a hot product capable of dissolving the plugs This method of intervention is commonly used during interventions vertical wells or on pipes obstructed by paraffin or hydrate formations, common and feared phenomena in all crude oil production facilities. The "coiled-tubing" process is hereinafter referred to as "continuous casing cleaning" or CNT.
Une solution aux problèmes posés est une installation de liaison fond- surface pour conduite sous-marine reposant au fond de la mer à grande profondeur, comprenant a) tour verticale comprenant au moins un flotteur reliée à au moins un riser vertical ou à un tendon d'ancrage supportant au moins un dit riser ledit riser étant relié à ladite conduite sous-marine reposant sur le fond de mer, et b) au moins une conduite flexible reliée à un support de surface et audit riser , L'installation selon l'invention comprend un dispositif de liaison entre ledit flotteur et l'extrémité supérieure dudit riser vertical ou l'extrémité supérieure d'un dit tendon d'ancrage supportant au moins un dit riser, ledit dispositif liaison comprenant un élément longitudinal souple ou semi-rigide, et des éléments de variation progressive d'inertie de section entre les extrémités dudit élément longitudinal et des éléments d'encastrement autorisant l'encastrement dudit dispositif de liaison au niveau respectivement dudit flotteur et de l'extrémité supérieure dudit riser ou dudit tendon supportant au moins un dit riser. A solution to the problems posed is a deep-sea bottom-bottom bottom-surface connection installation, comprising: a) vertical tower comprising at least one float connected to at least one vertical riser or to a tendon d anchor supporting at least one said riser said riser being connected to said underwater pipe resting on the seabed, and b) at least one flexible pipe connected to a surface support and said riser, the installation according to the invention comprises a connecting device between said float and the upper end of said vertical riser or the upper end of said anchor tendon supporting at least one said riser, said connecting device comprising a flexible or semi-rigid longitudinal element, and elements of gradual variation of inertia of section between the ends of said longitudinal element and embedding elements allowing the embedding of said device binding respectively at said float level and the upper end of said riser or said tendon supporting at least one said riser.
entend par "riser vertical" une conduite rigide verticale sensiblement verticale lorsqu'elle est au repos ou à l'équilibre. "Vertical riser" means a substantially vertical vertical rigid pipe when it is at rest or in equilibrium.
entend par "élément longitudinal" un élément continu qui présente dimension principale selon un axe ZZ' correspondant sensiblement à l'axe longitudinal dudit flotteur et dudit riser, soit un axe vertical ou sensiblement vertical, lorsqu'il est au repos ou à l'équilibre, c'est-à-dire l'absence d'agitation de contraintes. "Longitudinal element" means a continuous element having a principal dimension along an axis ZZ 'substantially corresponding to the longitudinal axis of said float and said riser, being a vertical or substantially vertical axis, when it is at rest or at equilibrium that is, the absence of stress agitation.
Par élément longitudinal "souple ou semi-rigide", entend un élément souple ou de faible rigidité qui peut se déformer par flexion sans créer d'accroissement de contraintes inacceptable, susceptible de créer une usure dans temps. By "flexible or semi-rigid" longitudinal element, means a flexible element or low rigidity that can deform by bending without creating unacceptable increase in stress, may create wear in time.
De manière connue un encastrement consiste en un assemblage rigide qui autorise aucune rotation ni aucune translation dans le plan d'assemblage et dans un axe perpendiculaire audit plan d'assemblage, qui peut être réalisé notamment par soudage, vissage ou plus simplement à l'aide de brides assemblées des boulons et écrous. In a known manner, an embedding consists of a rigid assembly that allows no rotation or translation in the assembly plane and in an axis perpendicular to said assembly plane, which can be achieved in particular by welding, screwing or more simply by means of of assembled flanges bolts and nuts.
On entend par "variation progressive d'inertie de section" une variation regulière le long dudit axe ZZ' correspondant à la direction longitudinale dudit elément longitudinal, variation de l'inertie dans le plan perpendiculaire audit axe, cette variation assurant une transition progressive entre d'une part, l'inertie importante au niveau du plan d'assemblage par encastrement due à la rigidité de l'encastrement, et d'autre part l'inertie réduite au niveau dudit élément longitudinal souple. The term "gradual variation of section inertia" means a regular variation along said axis ZZ 'corresponding to the longitudinal direction of said longitudinal element, variation of the inertia in the plane perpendicular to said axis, this variation ensuring a gradual transition between d firstly, the significant inertia at the level of the assembly plane by embedding due to the rigidity of the recess, and secondly the reduced inertia at said flexible longitudinal element.
Le concept selon la présente invention consiste donc essentiellement à substituer à des phénomènes d'usure mécanique dudit dispositif de liaison, des phénomènes de fatigue dus à des efforts de tensionnement ou de flexion créés le flotteur, lesdits phénomènes de fatigue étant acceptables par ledit dispositif de liaison de par sa souplesse ; et lesdits efforts de tensionnement etant en partie transmis au système d'ancrage, notamment audit riser vertical, le cas échéant. The concept according to the present invention therefore essentially consists in substituting for phenomena of mechanical wear of said connecting device, fatigue phenomena due to tensioning or bending forces created by the float, said fatigue phenomena being acceptable by said device binding by its flexibility; and said tensioning forces being partly transmitted to the anchoring system, in particular to said vertical riser, if appropriate.
Ledit dispositif de liaison étant sensiblement coaxial au flotteur et audit riser, les efforts de tensionnement créés par le flotteur sont transmis par simple traction au riser vertical, donc au système d'ancrage situé en pied de la tour, sans créer de flexion significative dans la tour hybride. Said connecting device being substantially coaxial with the float and said riser, the tensioning forces created by the float are transmitted by simple traction to the vertical riser, and therefore to the anchoring system located at the foot of the tower, without creating significant bending in the hybrid tower.
Dans un mode de réalisation particulier, ledit dispositif de liaison assure la liaison entre ledit flotteur et un dit riser et il est relié audit riser par l'intermédiaire d'un dispositif en forme de col de cygne, lequel dispositif en forme de col de cygne assure aussi la liaison entre ledit riser et ladite conduite flexible. 1. dispositif en forme de col de cygne comprend une partie droite assure la jonction entre ledit riser vertical et ledit dispositif de liaison souple selon l'invention, lui-même relié audit flotteur. Sur cette dite partie droite dispositif en forme de col de cygne, une dérivation courbe en forme de coude permet jonction entre l'extrémité dudit riser vertical et l'extrémité de ladite conduite flexible elle-même reliée audit support flottant. Les extrémités de ladite courbe etant sensiblement tangente avec la courbe de la chaînette constituée ladite conduite flexible, et sensiblement tangente avec ladite partie droite du dispositif en forme de col de cygne. In a particular embodiment, said connecting device provides the connection between said float and a said riser and is connected to said riser via a device in the shape of a gooseneck, which device shaped gooseneck also provides the connection between said riser and said flexible pipe. 1. gooseneck device comprises a straight portion provides the junction between said vertical riser and said flexible connection device according to the invention, itself connected to said float. On this so-called straight part in the shape of a gooseneck, a bend-shaped bend allows junction between the end of said vertical riser and the end of said flexible pipe itself connected to said floating support. The ends of said curve being substantially tangent to the curve of the chain constituted by said flexible pipe, and substantially tangent with said straight part of the gooseneck device.
Dans un mode de réalisation du dispositif de liaison selon la présente invention, lesdits éléments de variation d'inertie sont des pièces de forme tronconique de diamètre décroissant depuis ledit flotteur ou respectivement ledit riser ou tendon vers ledit élément longitudinal. In one embodiment of the connecting device according to the present invention, said inertial variation elements are frustoconical pieces of decreasing diameter from said float or respectively said riser or tendon towards said longitudinal element.
Selon une première variante de réalisation, ledit élément longitudinal et/ou lesdits élements de variation d'inertie est ou sont constitués d'éléments pleins. Ainsi, la liaison entre le flotteur et le dispositif en forme de col de cygne peut être constituée d'une poutre semi-rigide, dont les extrémités présentent une variation d'inertie, créée par exemple par une augmentation du diamètre à épaisseur constante, ladite poutre étant encastrée à ses extrémités, d'une part au niveau flotteur, d'autre part au niveau du col de cygne. According to a first variant embodiment, said longitudinal element and / or said inertial variation elements is or consist of solid elements. Thus, the connection between the float and the gooseneck-shaped device may consist of a semi-rigid beam, the ends of which have a variation of inertia, created for example by an increase in the diameter of constant thickness, beam being embedded at its ends, firstly float level, secondly at the gooseneck.
Dans un mode de réalisation avantageux, ledit élément longitudinal et/ou lesdits eléments de variation d'inertie est ou sont constitués par des câbles. In an advantageous embodiment, said longitudinal element and / or said inertial variation elements is or consist of cables.
Plus particulièrement, ledit élément longitudinal est constitué par un câble et lesdits éléments de variation d'inertie comprennent des pièces tronconiques traversées par les extrémités dudit câble et les entourant de façon coaxiale. More particularly, said longitudinal member is constituted by a cable and said inertia variation elements comprise frustoconical pieces traversed by the ends of said cable and surrounding them coaxially.
Ce type de pièce tronconique creuse avec un percement central traversé par un câble, est connu pour réaliser des dispositifs dénommés "raidisseur conique". Ces raidisseurs coniques peuvent être réalisés en matériaux métallique, thermoplastique, minéral ou composite. De telles pièces sont commercialisées notamment par la Société CRP Marine Ltd (LTK). This type of frustoconical hollow piece with a central bore through which a cable is known, is known to produce devices called "conical stiffener". These conical stiffeners can be made of metallic, thermoplastic, mineral or composite materials. Such parts are marketed in particular by CRP Marine Ltd (LTK).
Dans un autre mode de réalisation plus particulier, ledit élément longitudinal est constitué par un câble et lesdits éléments de variation d'inertie sont constitués par une augmentation progressive de la section dudit câble par rajout de brins supplémentaires aux extrémités dudit câble. e dispositif de liaison peut donc être réalisé avec un simple cable équipé à ses extrémités de raidisseurs coniques constitués, soit de matériaux métalliques, thermoplastiques ou composites, soit d'une augmentation progressive de la section du câble par rajout étagé de brins supplémentaires, soit encore de la combinaison des deux. Les extrémités finales de ladite liaison sont constituées par exemple d'éléments d'encastrement comprenant des brides con'#.entionnelles assemblées par boulonnage sur le flotteur ou sur l'extrémité du dispositif en forme de col de cygne, ce qui procure un excellent encastrement est une parfaite transmission des efforts. In another more particular embodiment, said longitudinal element is constituted by a cable and said inertia variation elements are constituted by a gradual increase in the section of said cable by adding additional strands to the ends of said cable. The connecting device can therefore be made with a simple cable equipped at its ends with conical stiffeners consisting of either metallic, thermoplastic or composite materials, or a gradual increase of the section of the cable by addition of staggered additional strands, or of the combination of the two. The final ends of said connection consist, for example, of recess elements comprising in situ flanges assembled by bolting onto the float or onto the end of the gooseneck device, which provides an excellent fit. is a perfect transmission of efforts.
Selon une seconde variante de réalisation, ledit élément longitudinal et/ou lesdits éléments de variation d'inertie est ou sont constitués d'éléments creux. According to a second variant embodiment, said longitudinal element and / or said inertial variation elements is or consist of hollow elements.
On entend par "élément creux" un élément comportant une perforation le traversant de part en part dans ladite direction longitudinale correspondant sensiblement à celle du flotteur dudit élément longitudinal, soit ' la verticale lorsque l'installation est au repos ou à l'équilibre. The term "hollow element" means an element having a perforation therethrough from one side in said longitudinal direction substantially corresponding to that of the float of said longitudinal member, or vertical when the installation is at rest or in equilibrium.
Plus particulièrement, lesdits éléments creux comprennent conduite flexible. More particularly, said hollow elements comprise flexible conduit.
Dans un autre mode de réalisation, lesdits éléments creux comprennent une conduite rigide de longueur suffisamment grande pour autoriser une déformation par flexion dudit élément longitudinal. In another embodiment, said hollow members comprise a rigid pipe of length large enough to allow bending deformation of said longitudinal member.
En effet, selon le choix retenu pour réaliser ledit élément longitudinal, la longueur dudit élément longitudinal pourra varier de manière importante. Ainsi, pour câble acier ou un flexible, une longueur de 5 ou 10m pourra être suffisante, alors que pour un élément longitudinal réalisé à partir d'une conduite rigide, longueur de 30 à 50m, voire plus, sera nécessaire pour donner à la liaison une souplesse suffisante pour limiter les contraintes dans une plage acceptable vis à vis de la fatigue cumulée sur la durée de vie de la tour hybride. La longueur nécessaire de la conduite rigide dépendra donc des conditions de mer rencontrées dans la région d'installation du dispositif. Indeed, depending on the choice for producing said longitudinal element, the length of said longitudinal element may vary significantly. Thus, for steel cable or a hose, a length of 5 or 10m may be sufficient, while for a longitudinal element made from a rigid pipe, length of 30 to 50m or more, will be necessary to give the link sufficient flexibility to limit the constraints in an acceptable range with respect to cumulative fatigue over the lifetime of the hybrid tower. The required length of the rigid pipe will therefore depend on the sea conditions encountered in the installation region of the device.
Dans un mode de réalisation avantageux, ledit dispositif de liaison est constitué d'une conduite flexible ou rigide équipée à ses extrémités de pièces tronconiques entourant de façon coaxiale ladite conduite flexible ou rigide. In an advantageous embodiment, said connecting device consists of a flexible or rigid pipe equipped at its ends with frustoconical parts coaxially surrounding said flexible or rigid pipe.
Ces pièces tronconiques comprenant un percement axial adaptable sur des conduites et traversé par une extrémité de conduite, sont connues sous le nom de " raidisseurs" ou "limiteur de moments" ; de telles pièces étant commercialisées notamment par la Société CRP Marine Ltd (LTK). These frustoconical parts comprising an axial drilling adaptable on pipes and traversed by a pipe end, are known as "stiffeners" or "moment limiter"; such parts being sold in particular by CRP Marine Ltd (LTK).
Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de liaison comprend une conduite rigide dont les extrémités présentent une dite variation d'inertie créee par augmentation progressive de l'épaisseur de la paroi de la conduite. In another embodiment, the connecting device comprises a rigid pipe whose ends have a said variation of inertia created by gradually increasing the thickness of the wall of the pipe.
Selon une variante préférée de l'invention qui permet de résoudre problèmes d'acces à l'intérieur dudit riser vertical depuis la surface, notamment par-dessus le flotteur, ledit dispositif de liaison assure la liaison entre ledit flotteur et un riser, de préférence par l'intermédiaire d'un dispositif en forme de col de cy et lesdits éléments creux dudit dispositif de liaison, préférence ladite conduite flexible ou rigide encastrée en sous-face dudit flotteur est prolongé(c) a travers ledit flotteur par une conduite tubulaire rigide traversant le flotteur de part en part. According to a preferred variant of the invention which makes it possible to solve problems of access inside said vertical riser from the surface, in particular over the float, said connecting device ensures the connection between said float and a riser, preferably via a cy-neck device and said hollow members of said connecting device, preferably said flexible or rigid pipe recessed on the underside of said float is extended (c) through said float by a rigid tubular conduit crossing the float from side to side.
Dans cette version préférée de l'invention, pour réaliser la liaison, on peut u ti il iser <B> </B> une conduite flexible équipée <B>à</B> ses extrémités de raidisseurs <B>1</B> , l'extrémité inférieure du flexible étant alors mise en communication avec l'intérieur du riser vertical, ledit flexible étant, par exemple, encastré en sous-face du flotteur, mais étant alors prolongé à travers ce dernier par une conduite tubulaire rigide pour déboucher à sa partie supérieure au-dessus du flotteur sur une bride pleine assemblée de manière étanche. Une vanne à boisseau sphérique peut remplacer avantageusement la bride pleine, ou encore vient en complément de celle-ci, de manière à pouvoir intervenir ultérieurement sur la conduite verticale en cas d'obstruction par un bouchon de paraffine ou d'hydrate, ou encore pour une opération d'inspection de l'usure de la paroi interne dudit riser. In this preferred version of the invention, to achieve the connection, it is possible to use a flexible pipe equipped with its stiffener ends <B> 1 </ B >, the lower end of the hose being then placed in communication with the interior of the vertical riser, said hose being, for example, recessed on the underside of the float, but then being extended therethrough by a rigid tubular conduit for lead to its upper part above the float on a full flange tightly assembled. A ball valve can advantageously replace the full flange, or is complementary thereto, so as to be able to intervene later on the vertical pipe in case of obstruction with a paraffin or hydrate plug, or for an inspection operation of the wear of the inner wall of said riser.
Avantageusement, le diamètre desdits éléments creux, de préférence de ladite conduite flexible ou rigide encastrée en sous-face dudit flotteur et sur la partie supérieure dudit riser vertical, de préférence encore par l'intermédiaire d'un dispositif en forme de col de cygne, est inférieur à celui dudit riser. Advantageously, the diameter of said hollow elements, preferably of said flexible or rigid pipe recessed on the underside of said float and on the upper part of said vertical riser, more preferably by means of a device in the shape of a gooseneck, is lower than that of said riser.
En effet, dans le cas de liaisons tubulaires creuses, si l'on se limite aux opérations de NTC et d'inspection interne du riser vertical, le diamètre interne de la liaison flotteur-col de cygne peut être différente de celle de ladite conduite verticale. Un passage de 2 à 3" sera suffisant pour de telles opérations, alors que la conduite verticale sera en général supérieure à 6", pouvant atteindre 14", voire 16", ou dépasser cette valeur. En procédant avec des diamètres restreints, on réduit ainsi considérablement le coût des composants et de plus on peut plus simplement remplacer un flexible par une simple conduite acier épais, ce qui permet de réduire encore le coût du dispositif selon l'invention. Indeed, in the case of hollow tubular links, if it is limited to CNT operations and internal inspection of the vertical riser, the internal diameter of the float-gooseneck connection may be different from that of said vertical pipe . A passage of 2 to 3 "will be sufficient for such operations, while the vertical pipe will generally be greater than 6", up to 14 ", or even 16", or exceed this value. By proceeding with restricted diameters, the cost of the components is thus considerably reduced and, moreover, it is more simply possible to replace a hose with a simple thick steel pipe, which makes it possible to further reduce the cost of the device according to the invention.
Au cas où l'on souhaite passer des outils de raclage pour nettoyer les parois des conduites, la liaison flotteur-col de cygne doit avoir même diamètre que ladite conduite verticale. In case it is desired to pass scraping tools to clean the walls of the pipes, the float-gooseneck connection must have the same diameter as said vertical pipe.
La présente invention a également pour objet un procédé d'intervention à l'intérieur d'un riser vertical assurant la liaison entre une conduite sous-marine et la surface, de préférence un support flottant à la surface de la mer, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre une installation dans laquelle ledit dispositif de liaison assure la liaison entre ledit flotteur et un dit riser de préférence par l'intermédiaire d'un dispositif en forme de col de cygne, et lesdits éléments creux dudit dispositif de liaison, de préférence ladite conduite flexible ou rigide encastrée en sous-face dudit flotteur, est prolongée à travers ledit flotteur par une conduite tubulaire rigide traversant le flotteur de part en part, et on intervient dans ledit riser vertical à partir de la partie supérieure du flotteur à travers ladite conduite tubulaire rigide. The present invention also relates to a method of intervention inside a vertical riser ensuring the connection between an underwater pipe and the surface, preferably a floating support on the surface of the sea, characterized in that an installation is implemented in which said connecting device provides the connection between said float and a said riser, preferably via a gooseneck-shaped device, and said hollow elements of said connecting device, preferably said flexible or rigid pipe recessed on the underside of said float, is extended through said float by a rigid tubular conduit passing through the float from one side, and is involved in said vertical riser from the upper part of the float to through said rigid tubular conduit.
Plus particulièrement, le procédé selon l'invention comprend l'étape dans laquelle on pousse un tube rigide à travers successivement - ladite conduite tubulaire rigide traversant ledit flotteur, - ledit dispositif de liaison constitué desdits éléments creux, et - le cas échéant, ledit dispositif en forme de col de cygne, de façon à accéder audit riser vertical et le nettoyer par injection de liquide et/ou par raclage de la paroi interne dudit riser. More particularly, the method according to the invention comprises the step in which a rigid tube is pushed through successively - said rigid tubular pipe passing through said float, - said connecting device consisting of said hollow elements, and - if appropriate, said device in the shape of a gooseneck, so as to access said vertical riser and clean it by liquid injection and / or by scraping the inner wall of said riser.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite de manière illustrative et non limitative, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente la partie supérieure d'une liaison fond-surface reliant une conduite sous-marine reposant sur le fond de la mer à un rPSO ancré en surface, - les figures 2 et 3 sont des vues de côté de la partie supérieure d'une tour hybride au niveau d'un dispositif de liaison entre un dispositif en forme de col de cygne et un flotteur, avec, représenté sur la figure 2, une obturation par bride pleine, et sur la figure 3 une unité de NTC ou "coiled-tubing". Dans la figure 1, un support flottant 1 ancré, supporte niveau de son bordé une conduite flexible 2 configurée en chaînette plongeante et raccordée à dispositif en forme de col de cygne 3, ledit col de cygne étant lui-même raccordé à un riser sensiblement vertical 4 de la tour hybride ancrée au fond de la par des moyens non représentés et reliée à une conduite sous-marine, non représentée reposant sur le sol. Other characteristics and advantages of the present invention will emerge more clearly on reading the following description, given in an illustrative and nonlimiting manner, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 represents the upper part of a link -surface connecting an underwater pipe resting on the sea floor to a surface-anchored rPSO, - Figures 2 and 3 are side views of the top of a hybrid tower at a connecting device between a gooseneck-shaped device and a float, with, shown in FIG. 2, a full-flanged closure, and in FIG. 3 a NTC or "coiled-tubing" unit. In FIG. 1, a floating support 1 anchored, supports its level with a flexible pipe 2 configured in a plunging chain and connected to a gooseneck-shaped device 3, said gooseneck being itself connected to a substantially vertical riser 4 of the hybrid tower anchored at the bottom of the by unrepresented means and connected to a submarine pipe, not shown resting on the ground.
Sur les figures 1 et 2, l'extrémité supérieure tubulaire 5 col de cygne 3, située en continuité du riser 4 est reliée par encastrement au dispositif de liaison 6. Ladite liaison est constituée d'un élément longitudinal 7 et d'extrémités 8a-8b présentant des variations d'inertie jouant le rôle de transition entre lesdits encastrement (81, 82) et l'élément longitudinal, évitant ainsi les concentrations localisées de contraintes lors des mouvements relatifs des divers éléments entre eux. Le dispositif de liaison 6 est avantageusement tubulaire, par exemple constituée par un flexible et se prolonge à travers le flotteur 9 par une conduite tubulaire, de préférence de même diamètre, et équipée en tête d'une vanne à boisseau sphérique 10 surmontée d'une bride pleine 11 équipée d'une oreille de levage 12 pour faciliter les opérations de manutention lors de l'installation de la tour hybride. Un navire d'intervention 15 est positionné à la verticale du flotteur 9 pour préparer une opération de NTC ou "coiled-tubing" à partir d'un équipement 16 installé à l'arrière dudit navire. In FIGS. 1 and 2, the tubular upper end 5 of the gooseneck 3, situated in continuity with the riser 4, is connected by fitting to the connecting device 6. Said connection consists of a longitudinal element 7 and end-ends 8a. 8b having inertial variations acting as a transition between said recesses (81, 82) and the longitudinal element, thus avoiding the localized concentrations of stresses during the relative movements of the various elements together. The connecting device 6 is advantageously tubular, for example constituted by a hose and extends through the float 9 by a tubular pipe, preferably of the same diameter, and equipped at the head of a ball valve 10 surmounted by a full flange 11 equipped with a lifting lug 12 to facilitate the handling operations during the installation of the hybrid tower. An intervention vessel 15 is positioned vertically of the float 9 to prepare a NTC or "coiled-tubing" operation from an equipment 16 installed at the rear of said vessel.
La figure 2 détaille la zone du col de cygne 3 décrite dans la figure 1, la vanne à boisseau sphérique 10 étant représentée en position fermée. Figure 2 details the area of the gooseneck 3 described in Figure 1, the ball valve 10 being shown in the closed position.
Dans la figure 3, la bride pleine 11-12 a été retirée alors la vanne était en position fermée. L'outil d'insertion 20 du tube 24 est installé de manière étanche à la place de ladite bride pleine. La vanne 10 est alors mise en position ouverte pour laisser le passage au tube 24. Ledit outil d'insertion est constitué d'une embase 20, d'un dispositif d'étanchéité 21 du tube et moyen de faire pénétrer dans la conduite le tube 24, ledit moyen étant représenté par une paire tracteurs à chenilles 23a-23-b solidaire d'un support 22, lui-même solidaire du corps 20-21 de l'outil d'insertion. Les tracteurs à chenille sont alimentés par un ombilical, non représenté, remontant à bord du navire d'intervention 15 installé à la verticale du flotteur. In Figure 3, the full flange 11-12 was removed while the valve was in the closed position. The insertion tool 20 of the tube 24 is sealingly installed in place of said solid flange. The valve 10 is then placed in the open position to allow the passage to the tube 24. Said insertion tool consists of a base 20, a sealing device 21 of the tube and means of penetrating the pipe tube 24, said means being represented by a pair of crawler tractors 23a-23-b integral with a support 22, itself secured to the body 20-21 of the insertion tool. The crawler tractors are powered by an umbilical, not shown, going back aboard the intervention vessel 15 installed vertically of the float.
Ainsi, le tube 24 sera tiré par le tracteur à chenilles puis poussé vers le flotteur et continuera ainsi sa course à travers la portion verticale du riser. Le tambour de stockage installé à bord du navire fournira de manière continue le tube 24 nécessaire, un joint tournant situé à l'axe du tambour de stockage permet d'alimenter sous pression le tube 24 de manière continue, de telle sorte que l'extrémité inférieure dudit tube 24 effectue son action de nettoyage ou de résorption des bouchons au fur et à mesure de la progression. La technologie du NTC, "nettoyage par tubage", ou "coiled-tubing" étant connue de l'homme de l'art dans le domaine de l'exploitation pétrolière, ne sera pas développée dans ses détails ici. Thus, the tube 24 will be pulled by the crawler tractor and then pushed to the float and thus continue its course through the vertical portion of the riser. The storage drum installed on board the ship will continuously supply the tube 24 required, a rotary joint located at the axis of the storage drum makes it possible to feed the tube 24 under pressure in a continuous manner, so that the end bottom of said tube 24 performs its action of cleaning or resorption corks as and when the progress. The NTC technology, "tubing cleaning", or "coiled-tubing" being known to those skilled in the field of oil exploitation, will not be developed in detail here.
Le procédé de "nettoyage par tubage continu" peut être mis en #uvre sur des longueurs considérables lorsqu'elles sont en ligne droite. II peut s'accommoder de courbures sur des angles importants, mais le rayon de courbure doit être élevé, par exemple 5 à 8m, alors que les coudes classiques permettant le passage racleurs ne nécessitent que des rayons de courbure de l'ordre de 5 fois le diamètre de la conduite, soit environ 1.25m pour une conduite de 10". Par contre ou "coiled-tubing" ne peut pas être mis en #uvre si l'on rencontre plusieurs courbures ou contre-courbures sur le trajet. The "continuous casing cleaning" method can be implemented over considerable lengths when in a straight line. It can accommodate curvatures on important angles, but the radius of curvature must be high, for example 5 to 8m, while the classic elbows allowing the passage scrapers require only radii of curvature of the order of 5 times the diameter of the pipe, about 1.25m for a pipe of 10 "On the other hand or" coiled-tubing "can not be implemented if one encounters several curvatures or against-curvatures on the way.
Ainsi dispositif selon l'invention permet de réaliser des opérations de NTC d'une part dans la portion flexible, l'équipement etant alors mis en #uvre à partir support flottant, et d'autre part dans la partie verticale de la tour hybride l'equipement étant alors mis en #uvre à partir navire d'intervention positionné à verticale du flotteur de la tour hybride. Dans cette position, il est ainsi possible d'intervenir sur la totalité de la conduite verticale, ainsi que sur une longueur variable, par exemple 200 à 300m, voire plus, de la conduite sous- marine reposant sur le fond de la mer, à condition que rayons de courbures des éléments conduites de raccordement entre pied de tour et conduites sous- marines respectent les rayons de courbure minimaux et soient conçues pour minimiser le frottement engendré par le passage dudit tube 24. Thus, the device according to the invention makes it possible to carry out NTC operations on the one hand in the flexible portion, the equipment being then implemented from floating support, and on the other hand in the vertical part of the hybrid tower. equipment then being implemented from intervention vessel positioned to vertical the float of the hybrid tower. In this position, it is thus possible to intervene on the entire vertical pipe, as well as on a variable length, for example 200 to 300m, or more, of the underwater pipe resting on the seabed, to provided that the radii of curvature of the connecting elements between the tower feet and subsea ducts respect the minimum radii of curvature and are designed to minimize the friction caused by the passage of said tube 24.
La zone la plus critique d'une tour hybride, en ce qui concerne la formation de bouchons d'hydrates ou de paraffine, se trouve dans la partie basse de la dite tour. En effet, lors d'un arrêt de production, le gaz se rassemble vers le haut de la tour, le pétrole brut et l'eau se rassemblent vers le bas et les bouchons ne manquent pas de se produire dans la partie la plus froide, c'est à dire à très grande profondeur, où la température de l'eau extérieure est de 4 C.<B>De</B> plus, si dans la partie horizontale de conduite sous-marine, des poches de gaz se trouvent piégées, la formation d'hydrates sera fortement accélérée créant elle aussi des bouchons. On utilise en général, pour les conduites sous-marines, des systèmes d'isolations tres performants et d'un coût plus abordable, car ces conduites ne sont pas soumises aux contraintes dynamiques comme le sont les ers éléments de la tour hybride. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet d'améliorer le comportement mécanique des divers composants situés dans zone la plus perturbées la houle le vent et le courant, tout en gardant la possibilité d'éliminer des obstructions, ou d'effectuer des contrôles internes, bien au delà de l'emprise de la tour hybride, c'est à dire sur plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines de mètres de la conduite sous-marine reposant directement sur le fond de la mer.The most critical area of a hybrid tower, with respect to the formation of hydrate or paraffin plugs, is in the lower part of the tower. In fact, during a production shutdown, the gas collects at the top of the tower, the crude oil and the water collect at the bottom and the plugs do not fail to occur in the coldest part, that is to say at very great depth, where the temperature of the external water is 4 C. <B> De </ B> more, if in the horizontal part of underwater pipe, pockets of gas are found trapped, hydrate formation will be greatly accelerated creating corks too. Underwater pipelines are generally used for highly efficient and cost-effective insulation systems because these pipelines are not subject to dynamic stresses as are the other components of the hybrid tower. Thus, the device according to the invention makes it possible to improve the mechanical behavior of the various components located in the most disturbed zone swells the wind and the current, while keeping the possibility of eliminating obstructions, or of carrying out internal controls , well beyond the grip of the hybrid tower, that is to say on several tens, even several hundred meters of the underwater pipe resting directly on the bottom of the sea.
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