FR2839542A1 - Installation de liaison fond-surface d'une conduite sous- marine comprenant un element de conduite coude maintenu par une embase - Google Patents
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Abstract
Installation de liaison fond-surface pour conduite sous-marine (10) reposant au fond de la mer, notamment à grande profondeur, comprenant au moins un riser vertical (5) relié à son extrémité inférieure à au moins une conduite sous-marine (10) reposant au fond de la mer par l'intermédiaire d'un système d'ancrage comprenant une embase (4) posée sur le fond.Selon la présente invention, ladite embase (4) assure le maintien et le guidage des éléments de jonction (11-13) entre ledit riser vertical (5) et ladite conduite reposant au fond de la mer (10), et lesdits éléments de jonction (11-13) comprennent un élément de conduite rigide présentant une courbure en forme de coude (11). Le maintien et le guidage desdits éléments de jonction (11-13) étant tels qu'ils ne peuvent se déplacer que dans un mouvement de translation dans une unique direction longitudinale (YY') sensiblement correspondant à la direction axiale de ladite conduite sous-marine reposant au fond de la mer (10).
Description
(BT1) permet de reactiver se systeme.
INSTALLATION DE LIAISON FOND-SURFACE DIUNE CONDUITE SOUS-
MARINE RELIEE A UN RISER PAR AU MOINS UN ELEMENT DE CONDUITE
COUDE MAINTENU PAR UNE EMBASE
sLa presente invention a pour objet une installation de liaison fondsurface d'au moins une conduite soul-marine installee a grande profondeur du type tour hybride. Le secteur technique de ['invention est le domaine de la fabrication et de ['installation de colonnes montantes de production pour i'extraction soul-marine de petrole, de gaz ou autre materieu soluble ou fusible. ou d'une suspension de matiere minerale a partir de tete de puits immerge pour le developpement de champs de production installes en pleine mer au large des cotes. L'application principale et immediate de ['invention etant dans le domaine de la production petroliere. Un support flottant comporte en general des moyens d'ancrage pour resber en position malgre les effete des courants, des vents et de la houle. 11 comporte aussi en general des moyens de stockage et de traitement du petrole ainsi que des moyens de dechargement vers des petroliers enleveurs, ces derniers se
presentant a intervalle regulier pour effectuer l'enlevement 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 de dechargement") dont on utilisera le terme abrege "FPSO" dans
['ensemble de la description suivante.
En raison de la multiplicite des lignes existent sur ce type d/installation, on a ete amene a mettre en aeuvre des liaisons fondsurface de type tour-hybride dans lesquelles des conduites rigides sensiblement verticales appelees ici "riser vertical", assurent la liaison entre les conduites soul-marines reposant au fond de . Ia mer et remontent le long d'une tour jusqu'a une profondeur proche de la surface, profondeur a partir de laquelle des conduites flexibles assurent la liaison entre le sommet de la tour et le support flottant. La tour est alors munie de rhoyens de flottabilite pour rester en position verticale et les risers vent relies, en pied de tour, aux conduites soul-marines par des manchettes souples qui absorbent les mouvements angulaires de la tour. L'ensemble est communement appele "Tour Hybride", car il fait intervenir deux technologies, d'une part une partie verticale, la tour, dans laquelle le riser est constitue de conduites rigides, d'autre part la partie haute du riser constituee de flexibles en chanette qui assurent la
liaison au support flottant.
On conna^'t le brevet fran,cais FR 2 507 672 public le 17 Decembre 1982 et intitule "colonne montante pour les grandes profondeurs d'eau", qui decrit une
telle tour hybride.
s La presente invention conceme plus particulierement le domaine connu des liaisons de type comportant une tour hybride verticale ancree sur le fond et composee d'un flotteur situe au sommet d'un riser vertical, celui- ci etant relic par une conduite, notamment une conduite flexible prenant par son propre poids la forme d'une chanette depuis le sommet du riser, jusqu'a un support flottant
installe en surface.
L'interet d'une telle tour hybride reside dans la possibilite pour le support flottant de pouvoir s'ecarter de sa position normale en induisant un minimum de contraintes dans la tour ainsi que dans les portions de conduites en forme de chanettes en suspension, tent au fond qu'en surface. ; On tonna^'t le brevet au nom de la presente demanderesse, WO 00149287 qui decrit une tour dont le flotteur se trouve a une profondeur superieure a la demi-hauteur d'eau et dont la liaison catenaire vers le navire de surface est realisee a ['aide de conduites rigides de forte epaisseur. La tour ainsi decrite, necessite au niveau de son embase, des manchettes de liaison souple permettant de raccorder 1'extremite inferieure des risers verticaux de ladite tour a la conduite soul-marine reposant sur le fond, de maniere a absorber les mouvements
resultant des dilatations dus a la temperature du fluide transporte.
Plus particulierement, dans WO 00149267, le systeme d'ancrage comporte un tendon vertical constitue soit d'un cable, soit d'une barre metallique, soit
2s encore d'une conduite tendue a son extremite superieure par un flotteur.
L'extremite inferieure du tendon est fixee a une embase reposant au fond. Ledit tendon comporte des moyens de guidage repartis sur toute sa longueur a travers lesquels passent lesdits risers verticaux. Ladite embase peut etre posee simplement sur le fond de la mer et rester en place par son propre poids, ou rester ancree au moyen de piles ou tout autre dispositif propre a la maintenir en - place. Dans WO 00/49267, I'extremite inferieure du riser vertical est apte a etre connectee a ltextremite d'une manchette coudee, mobile, entre une position haute et une position basse, par rapport a ladite embase, a laquelle cette manchette est suspendue et associee a un moyen de rappel la ramenant en position haute en I'absence du riser. Cette mobilite de la manchette coudee permet d'absorber les
variations de longueur du riser sous les effets de la temperature et de la pression.
En tete du riser vertical, un dispositif de butee, solidaire de celui-ci, vient s'appuyer sur le guide support installe en tete du flotteur et maintient ainsi la
totalite du riser en suspension.
La liaison avec la conduite soul-marine reposant sur le fond de la mer est S en general effectuee par une portion de conduite en forme de queue de cochon ou en forme de S. ledit S etant alors realise dans un plan soit vertical soit horizontal, la liaison avec ladite conduite soul-marine etant en general realisee
par l'intermediaire d'une connecteur automatique.
De plus, le petrole brut cheminant sur de tres grandes distances, plusieurs kilometres, on cherche a leur foumir un niveau d'isolation extreme pour, d'une part minimiser ['augmentation de viscosite qui conduirait a une reduction de la production horaire des puits, et d'autre part d'eviter le blocage du flot par depot de paraffine, ou formation dthydrates des lors que la temperature descend aux alentours de 30-40 C. Ces derniers phenomenes vent d'autant plus critiqujes, particulierdment en Afrique de l'Ouest, que la temperature du fond de la mer est
de l'ordre de 4 C et que les petroles bruts vent de type paraffiniques.
On con na^'t de nom breux systemes d'isolation thermiq u e qu i permettent d'atteindre le niveau de performances requis et de resister a la pression du fond de la mer qui est de ltordre de 150 bars a 1500m de profondeur. On cite entre autres les concepts de type "pipe-in-pipe", comprenant une conduite vehiculant le fluide chaud installee dans une conduite de protection exteme, I'espace entre les deux conduites etant, soit simplement rempli d'un calorifuge, confine ou non sous vice, soit simplement tire au vice. De nombreux autres materiaux ont ete developpes pour assurer une isolation a hautes performances, certains d'entre eux etant resistants a la pression, entourent simplement la conduite chaude et vent en general confines au sein d'une enveloppe exterieure souple ou rigide, en equipression et dont la fonction principale est de maintenir dans le temps une
geometric sensiblement constante.
Tous ces dispositifs vehiculant un fluide chaud au sein d'une conduite isole presentent, a des degree divers, des phenomenes de dilatation differentielle. En effet la conduite inteme, en general en acier, se trouve a une temperature que l'on cherche a maintenir le plus eleve possible, par exemple 60 ou 80 C, alors que ltenveloppe externe, bien souvent elle aussi en acier, se trouve a la temperature de lteau de mer, c'est a dire aux alentours de 4 C. Les efforts engendres sur les 3s elements de liaison entre conduite interne et enveloppe externe vent considerables et peuvent atteindre plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines de tonnes et ['elongation globale resultante est de ltordre de 1 a 2 m dans le cas de
conduites isolees de 1000 a 1200m de longueur.
Le probleme pose selon la presente invention est de pouvoir realiser et installer de telles liaisons fond-surface pour conduites soul-marines a grandes s profondeurs, telles qu'au dela de 1 000 metres par exemple, et de type comportant une tour verticale et dont le fluide transporte doit etre maintenu au dessus d'une temperature minimale jusqu'a son arrivee en surface, en reduisant au minimum les composants sujets a deperdition thermique, en evitant les inconvenients crees par ['expansion thermique propre, ou differentielle, des divers composants de ladite tour, de maniere a resister aux contraintes extremes et aux phenomenes de fatigue cumulee sur la duree de vie de l'ouvrage, qui depasse
couramment 20 annees.
Un autre probleme de la presente invention est de foumir une installation de liaison fond-surface du type tour-hybrlde dont le systeme d'ancrage soit d'ujne grande redistance et d'un falble coGt, et dont le procede de mise en place des
differents elements constitutifs soit simplifie et egalement d'un falble coGt.
Un autre probleme a la base de ['invention est de fournir une installation qui permette d'intervenir a l'interieur de la conduite soul- marine reposant au fond de la mer, par un procede de type "coil-tubing'' depuis la surface et a partir de
I'extremite superieure du riser vertical.
Une solution aux problemes poses est done une installation de liaison fond surface pour conduite soul-marine reposant au fond de la mer, notamment a grande profondeur, comprenant: a) au moins un riser vertical relic a son extremite inferieure a au moins 2s une conduite soul-marine reposant au fond de la mer, et a son extremite superieure a au moins un flotteur, et b) au moins une conduite de liaison, de preference une conduite flexible, assurant la liaison entre un support flottant et l'extremite superieure audit riser vertical, et c) la liaison entre ltextremite inferieure audit riser vertical et une cite conduite soul- marine reposant au fond de la mer se fait par l'intermediaire d'un
systeme d'ancrage comprenant une embase posee sur le fond.
Selon ['invention ['installation est caracterisee en ce que: - ladite embase assure le maintien et le guidage des elements de jonction entre l'extremite inferieure audit riser vertical et l'extremite de la partie horizontale rectiligne terminale de ladite conduite reposant au fond de la mer, et s - lesdits elements de jonction comprennent À un element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude et À un element de raccordement de conduite, de preference un unique element de raccordement, de preference encore, un unique connecteur automatique, - le maintien et le guidage desdits elements de jonction etant tels que lesdits elements de jonction ne peuvent se deplacer que dans un mouvement de translation dans une unique direction longitudinale W' correspondent sensiblement a la direction axiale de ladite partie termir.'ale rectiligne horizontale de ladite conduite soul-marine reposant au fond de la men On comprend que lesdits elements de jonction ne pouvant se mouvoir que selon un seul degre de liberte en translation lineaire, peuvent ainsi absorber les mouvements eventuels de dilatation et retractation de la conduite reposant au
fond de la tmer dans ladite direction, comme il sera explicite plus loin..
Lesdits elements de jonction ne vent done autorises a aucun autre mouvement de translation ou de rotation, et notamment, ne peuvent pas se deplacer lateralement ou en hauteur. Ainsi, selon la presente invention, ie point sensiblement fixe en altitude se trouve en teas de la tour au niveau du joint flexible, ce qui permet de supprimer les manchettes coudees de raccordement de la technique anterieure, les mouvements verticaux du riser etant absorbes par le
flotteur, libre de se deplacer verticalement au sommet audit riser.
On entend par "courbure en forme de coude", deux courses sections rectilignes disposees a 90 , separees et reliees entre elles par une section courbe presentant un rayon de courbure, de preference un grand rayon de courbure, notamment un rayon de courbure superieur a 5 m, plus particulierement de l'ordre de 5 a 10 m, ladite portion de conduite en forme de coude presentant un plan axial, comprenant les axes des deux cites sections rectilignes de conduite disposees a 90 . En general, la courbure se presente sous la forme d'un arc de cercle. On peut utiliser pour realiser cette element de conduite presentant une
- courbure, un element de conduite rigide, notamment de longueur de 7 a 15 m.
Ladite portion de conduite en forme de coude assurant la jonction entre ledit riser vertical et ladite conduite reposant horizontalement au fond de la mer, on comprend que ladite portion de conduite en forme de coude est disposee de
sorte que son dit plan axial se trouve en position verticale.
On utilise ici le terme "riser vertical" pour rendre compte de la position theorique du riser lorsque celui-ci est au repos etant entend que l'axe du riser peut conna^tre des mouvements angulaires par rapport a la verticale et se mouvoir dans un cone d'angle dont le sommet correspond au point de fixation de
l'extremite inferieure du riser sur ladite embase.
s En ce qui concerne le plan axial de ['element de conduite en forme de coude, on entend par "plan axial vertical" que ce plan axial est en position perpendiculaire par rapport au plan du fond de la mer sur lequel repose la cite embase, lequel plan est theoriquement un plan horizontal, et ledit plan axia! comprend l'axe de la partie terminale rectiligne de la conduite reposant au fond de la men Lesdits elements de raccordement vent constitues d'une premiere partie male ou femelle qui cooperent respectivement avec une deuxieme partie femelle
ou male.
Lesdits elements de raccordement, notamment du type connecteprs automatiques, vent connus de 1'homme de 1'art et comprennent le verrouillage entre une partie male et une partie femelle complementaire, ce verrouillage etant con,cu pour se faire tres simplement au fond de la mer a ['aide d'un ROV, robot commande depuis la surface, sans necessiter une intervention directe manuelle
de personnel.
Ladite conduite de liaison entre le support flottant et l'extremite superieure du riser vertical peut etre: - une conduite flexible ou a rigidite reduite si le flotteur de tete se trouve proche de la surface, ou - une conduite rigide si le flotteur de tete se trouve a grande profondeur. Dans un mode de realisation avantageux, ladite embase comprend: - une plate-forma reposant sur le fond de la mer, et - un support mobile auquel lesdits elements de jonction vent fixes, et - ledit support mobile etant apte a se deplacer, de preference de fa,con controlee, sur ladite plate-forma selon une cite translation dans une cite direction longitudinale W' correspondent sensiblement a la direction axiale de la partie terminale horizontale de ladite conduite soul-marine reposant au fond de la men On entend par "deplacement controle", un deplacement dont ['amplitude est
limitee par des butees mecaniques solidaires de la plate-forma.
La plate-forma comprend une structure constituent des elements de guidage tels que barriere ou glissiere qui empechent tout autre deplacement du support mobile dans une direction laterale XX' ou en hauteur, ctest a dire dans
une direction verticale ZZ'.
L'installation selon la presente invention est avantageuse car elle presente une geometric relativement statique desdits elements de jonction par rapport a S ladite embase, et plus particulierement par rapport audit support mobile, lesdits elements de jonction etant maintenus de fa,con rigide sur ledit support mobile. La partie basse de la tour se trouve ainsi parfaitement stabilisee et ne supporte plus aucun effort, notamment au niveau du raccordement entre le riser vertical et la conduite reposant au fond de la mer, puisque les mouvements de translation longitudinale du support mobile cree une flexibilite a 1'extremite de la conduite soulmarine reposant au fond de la mer, ladite flexibilite etant capable d'absorber par deformation l'allongement ou la retractation de la conduite soul-marine sous l'effet de la temperature et de la pression, evitant ainsi de creer des efforts de poussee considerables au sein de la conduite soul-marine, ces efforts pouvant atteindre 100, voire 200 tonnes ou plus, et de les transmettre a la structre
fondation de la tour riser.
Dans un mode prefere de realisation, ledit riser vertical comprend dans sa partie terminale inferieure un joint flexible, de preference renforce, iequel permet des mouvements angulaires a de la partie audit riser vertical situee au dessus audit joint flexible, et lesdits elements de jonction comprennent ledit joint flexible
ou une portion de riser vertical situee au dessous audit joint flexible.
Un joint flexible autorise une variation importante de ['angle x entre l'axe du riser et sa position theorique verticale au repos, sans engendrer de contrainte significative dans les portions de conduite situees de part et d'autre audit joint flexible: ces joints flexibles vent connus de 1'homme de 1'art et peuvent etre constitues par une rotule spherique avec joint d'etancheite, ou une rotule lamifiee constituee de sandwichs de feuilles d'elastomere et de tole adherisee, capable d'absorber des mouvements angulaires importants par deformation des elastomeres, tout en conservant une etancheite parfaite en raison de ['absence de
joint de frottement. Ledit angle a est en general compris entre 10 et 15 degree.
Dans tous les cas, ledit joint flexible est creux pour laisser passer le fluide, et son diametre interieur est. de preference sensiblement de meme diametre que
les conduites adjacentes qui y vent raccordees, notamment celle du riser vertical.
On entend ici par "joint flexible renforce", un joint capable de transferer au 3s support mobile les efforts verticaux crees par la tension engendree par le flotteur de sub-surface, et les efforts horizontaux crees par la houle, et le courant agissant sur la portion verticale du riser, du flotteur et de la liaison flexible vers le support
flottant, ainsi que par les deplacements audit support flottant.
Lorsque lesdits elements de jonction comprennent le dit joint flexible, ledit joint flexible est done maintenu fixement par rapport audit support mobile. Ledit joint flexible correspond alors a un element terminal des elements de jonction
assurant la jonction avec ledit riser vertical.
De par la presence audit joint flexible, et de la liaison flexible vers le support flottant situee en tete de riser vertical, le deplacement horizontal de la base du riser vertical qui se trouve a un point sensiblement fixe en altitude, n'engendre pas d'effort significatif dans 1'ensemble articule constitue audit support mobile, audit joint flexible, audit riser et de ladite liaison vers le support de surface, sous l'effet des deplacements audit support mobile au sein de ladite plate-forma
embase, deplacement qui n'excedent en general pas 5m.
Un autre avantage de la presente invention est aussi la reduction considerable du cout global, resultant de la suppression des manchettes utilisees dans la technique anterieure pour relier le riser vertical et la conduite soul-marine reposant sur le fond de la men L'installation selon ['invention permet d'eliminer tous ces inconvenients de l'art anterieur et de fournir au meilleur cout, une tour riser integrant les
technologies dtisolation les plus performantes.
Selon une premiere variante de realisation de ['invention, I'installation comprend: - une premiere partie, de preference male d'un dit element de raccordement, et solidaire audit joint flexible, disposee juste dessous celui-ci, et - ladite conduite soul-marine reposant au fond de la mer se termine par un dit element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude presentant a son extremite une deuxieme partie, de preference femelle, d'un dit . element de raccordement, apte a cooperer avec ladite premiere partie pour former
ledit element de raccordement.
Selon une autre variante de realisation de ['installation de ['invention: - ledit element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude est fixe directement en sous face audit joint flexible et comprend a son autre extremite une premiere partie, de preference femelle, d'un dit element de raccordement, et - ladite premiere partie de 1'element de raccordement, de preference femeile, coopere avec une deuxieme partie d'element de raccordement, de preference male, a l'extremite d'une partie horizontale terminale d'une conduite soul-marine reposant au fond de la mer pour former un dit element de
- - raccordement.
Ainsi, ledit element de conduite presentant une courbure en forme de s coude peut etre: - soit pre-installe a l'extremite de la conduite soulmarine reposant au fond de la mer et en constituer ['element de conduite terminal, - soit pre-installe a l'extremite inferieure du dit riser vertical, plus
particulierement dessous ledit joint flexible.
lo Dans les deux cas, ledit element de conduite rigide en forme de coude presente a son extremite libre une premiere partie, male ou femelle d'un element de racco rdem ent, et la deuxieme partie com pl em entai re respectivement fem el le ou male audit element de raccordement se situe soit a l'extremite de ['element de conduite terminal rectiligne de ladite conduite reposant au fond de la mer, soit a is l'extremitet audit riser vertical, plus particulierement, juste dessous ledit jont flexible. Pour des raisons de mise en place de ['installation au fond de la mer, comme il sera explicite ci-apres, il est prefere de pre-installer ledit element de conduite rigide en forme de coude a l'extremite de la conduite reposant au fond de la mer et de faire cooperer la premiere partie male audit element de raccordement a l'extremite audit element de courbure en forme de coude avec une deuxieme partie complementaire femelle de ['element de raccordement situee en soul-face audit joint flexible. Bien evidemment, il est possible d'envisager une course portion de riser rectiligne assurant la jonction entre ledit joint flexible et
ladite deuxieme partie de 1'element de raccordement.
Dans un mode de realisation avantageux, ledit support mobile comprend une cavite centrale ouverte sur le dessus par un orifice superieur apte a recevoir ledit element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude
lorsque celui-ci est descendu depuis la surface au sein audit support mobile.
Ce mode de realisation decrit ci-dessus, permet de rendre plus aisee la mise en place de ['installation et le raccordement du riser vertical et de la conduite
soul-marine reposant au sol lors de la mise en place de ['installation.
Plus particulierement, ledit orifice superieur coopere avec des elements de blocage, de preference un systeme de coins, permettant de bloquer ledit joint 3s flexible renforce lequel est ainsi maintenu rigidement et fixement solidaire audit support mobile, et la partie terminale horizontale de ladite conduite reposant au fond de la mer est maintenue fixement sur le fond audit support mobile, de
preference a ['aide d'un systeme de collier.
Ainsi, I'ensemble desdits elements de jonction se trouve maintenu fixement par rapport audit support mobile et toute dilatation ou retractation de la conduite s pouvant survenir dans la cite direction longitudinaie axiale de la partie terminale horizontale de ladite conduite reposant au fond de la mer engendre un deplacement audit support mobile avec lesdits elements de jonction par
translation dans la meme direction longitudinale.
Les autres caracteristiques suivantes prises separement ou en combinaison vent egalement avantageuses: - ledit orifice superieur presente une paroi interne peripherique en forme d'entonnoir avec une grande base superieure et lesdits coins permeffant le blocage audit joint flexible renforce vent constitues par des coins tronconiques, - ladite plate-forma comprend des elements de guidage et maintien audit support mobile de sorte que ledit support mobile ne peut se mouvoir sur ladite plate-forma que par coulissement en translation dans une cite direction longitudinale W', de preference a ['aide de patins de glissement, - ledit support mobile est maintenu lateralement entre deux barrieres laterales de guidage de ladite plate-forma, et lesdites barrieres laterales de guidage cooperent avec des elements mobiles de blocage qui en position retractee de degagement permettent la descente audit support mobile depuis la surface jusqu'a une position entre les deux cites barrieres laterales par dessus ladite plateforma, et en position avancee de blocage cooperent avec la forme exterieure audit support mobile de maniere a ce que le deplacement vertical Z' 2s en hauteur de celui-ci soit controle, - ladite embase comprend une plate-forma reposant au fond de la mer, laquelle coopere avec des elements de stabilisation comprenant des corps morts poses par dessus ladite plate-forma ou des ancres a succion traversant ladite plate- forma pour etre enforces dans le sol et/ou des elements en saillie de type beches disposes en sous face de ladite plate-forma et enforces dans le fond de Ia mer pour eviter tout glissement de ladite plate-forma au fond de la men Les jonctions entre les differentes composantes de ['ensemble flotteur, conduite flexible et riser vertical etant situees non loin de la surface, vent soumises aux effete combines de la houle et du courant. De plus, le support de 3s surface etant soumis non seulement a la houle et au courant, mais aussi au eflets du vent, les mouvements d'ensemble creent au niveau du point singulier que constitue la jonction entre riser et conduite flexible, des efforts considerables dans les divers constituents mecaniques. En effet, Ie flotteur exerce une traction vertica,'e vers le haut pouvant varier de quelques dizaines de tonnes a plusieurs centaines de tonnes voire meme au dela de 1000 tonnes, selon la profondeur d'eau qui peut atteindre 1500m, voire 3000m, et selon le diametre interne de la conduite qui peut varier de 6" a 14", voire 16". Ainsi les efforts a transmettre vent considerables et les mouvements d'ensemble vent cadences, entre autres, au rythme de la houle, c'est a dire avec une periode variant typiquement, en periode agitee, entre 8 et 20 secondes. Les cycles de fatigue cumules sur la duree de vie du champ atteignent ainsi des valeurs depassant plusieurs dizaines de millions de cycles. C'est pourquoi une installation selon la presente invention comprend
avantageusement au moins un flotteur.
Un autre probleme selon la presente invention est de permettre une intervention aisee a l'interieur audit riser depuis la surface, notamment de ls permettre tI'inspection ou le nettoyage audit riser vertical, par introduction d'[in tube rigide depuis l'extremite superieure du flotteur, passant a travers ledit
dispositif de liaison entre flotteur et riser vertical.
En effet, ces liaisons fond-surface vehiculent un fluide polyphasique, c'est a dire un fluide compose de petrole brut, d'eau et de gaz. Or, lors de la remontee du fluide, la pression locale diminue et les bulles de gaz augmentent alors de volume, creant des phenomenes d'instabilite de la veine fluide pouvant conduire a des a-coupe importants. Lors d'arrets de production, le gaz se retrouve dans la partie haute et le melange huileeau se trouve piege dans les points teas, c'est a dire dans la partie basse de la zone du flexible en chanette, ainsi que dans la partie basse de la section sensiblement verticale du riser ou encore au dela du coude situe en pied de riser vertical, dans la partie horizontale de la conduite soul-marine reposant sur le fond de la men Le m elan ge polyphasique, constitu e de pet role b rut, d'eau et de gaz, a tendance, lorsque la temperature descend en dessous d'un valeur situee entre 30 et 40 C, a creer deux types de bouchons qui risquent de bloquer la production. Unpremier type de bouchon est dG a la formation d'hydrates a partir de la phase gazeuse en presence d'eau, un autre type est dG au figeage de la paraffine contenue en proportion variable dans le petrole brut de certains champs
petroliers, particulierement en Afrique de l'Ouest.
3s On conna,^t la methode d'interuention a l'interieur des canalisations, cite "coiled-tubing", consistent a pousser un tube rigide de petit diametre, en general a 50mm, a travers la conduite. Ledit tube rigide est stocke enroule par simple cintrage sur un tambour, puis detordu lorsqu'on le debobine. Ledit tube peut mesurer plusieurs milkers de metres en une seule longueur. L'extremite du tube situee au fut du tambour de stockage est reliee par l'intemmediaire d'un joint s toumant a un dispositif de pompage capable d'injecter un liquide a haute pression et a haute temperature. Ainsi, en poussant le tube fin a travers la conduite, en maintenant le pompage et la contre-pression, cette conduite est nettoyee grace a ['injection d'un produit chaud capable de dissoudre les bouchons. Cette methode d'intervention est couramment utilisee lors des interventions sur puits verticaux ou sur des conduites obstruees par des formations de paraffine ou d'hydrates, phenomenes courants et redoutes dans toutes les installations de production de petrole brut. Le procede de "coiled-tubing" est denomme ci-apres par "nettoyage
par tubage continu" ou NTC.
L'installation selon ['invention comprend un dispositif de liaison entre Iqdit
flotteur et 1textremite superieure audit riser comprenant: -.
- une deuxieme conduite souple dont les extremites vent encastrees au niveau respectivement audit flotteur et de l'extremite superieure du riser, - la liaison de ladite deuxieme conduite souple a l'extremite superieure audit riser se faisant par l'intermediaire 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 une cite conduite de liaison avec le support flottant, de preference une cite conduite flexible, - ladite deuxieme conduite souple etant, de preference, prolongee a travers ledit flotteur par une conduite tubulaire rigide traversant le flotteur de part en part, de sorte que 1'on peut intervenir a 1'interieur audit riser vertical a partir de la partie superieure du flotteur a travers ladite conduite tubulaire rigide, puis ledit dispositif de liaison constitue de ladite deuxieme conduite souple est a travers ledit dispositif en forme de col de cygne, de fac,on a acceder a l'interieur audit riser et le nettoyer par injection de liquide et /ou par raclage de la paroi inteme audit riser, puis de ladite conduite soul-marine reposant au fond de la men L'installation selon la presente invention est plus particulierement encore avantageuse lorsque: - deux cites conduites soul-marines reposant sur le fond de la mer vent assemblees en faisceau au sein d'une meme enveloppe de protection souple permettant de confiner un materiau isolant, de preference un materiau a changement de phase du type de la paraffine, un compose isolant gelifie, ou une combinaison des deux, entourant lesdites conduites, et - ledit riser vertical comprend dans sa partie superieure au-dessus audit joint flexible un systeme de conduites isolees constitue d'un ensemble de deux conduites coaxiales comprenant une conduite interne et une conduite externe, un s fluide ou materiau isolant, de preference un materieu a changement de phase de type paraffine, un compose isolant gelifie, ou une combinaison des deux, etant place de preference entre les deux cites conduites, ou encore en maintenant un
vice pousse entre deux conduites.
Un autre avantage de ['installation selon ['invention est que tous les elements peuvent etre prefabriques a terre avant d'etre irstalles. Ils peuvent ainsi etre montes "a blanc" pour verifier que tous les elements cooperent correctement, y compris les moyens de verrouillage; ainsi, I'assemblage de ['installation est considerablement simplifie et le temps operationnel des navires d/installation reduit au minimum. Dans l'art anterieur, les conduites soul-marines etaient posees phis, apres installation des risers, des manchettes coudees de raccordement etaient fabriquees sur la base d'une metrologie de grande precision realisee grace aux ROVs. La manchette, prefabriquee a terre ou sur site peut mesurer plusieurs dizaines de metres et doit ensuite etre installee par le meme ROV, ce qui represente un temps operationnel considerable, done un cout tres eleve en raison de la sophistication des navires d'installation specialises. Le gain realise par le dispositif et le procede selon ['invention, se chiffre en plusieurs journees de navire d'installation ainsi qu'en la suppression des connecteurs automatiques indispensables a chacune des extremites de la manchette
p refab riquee, ce qu i rep resente u ne reduction de co ut considerable.
Les objectifs de la presente invention vent done egalement obtenus par un procede de mise en place d'une installation qui comprend les etapes dans lesquelles: 1. -on met en place au fond de la mer une cite embase, et 2. on descend au fond de la mer, une cite conduite soul-marine reposant sur le fond de la mer avec a son extremite au moins une partie desdits elements de jonction comprenant a leur extremite une premiere partie d'element de raccordement, et 3. on solidarise la partie ho rizontale rectiligne term inale de ladite condu ite reposant sur le fond de la mer sur ladite embase, et 4. on descend ledit riser vertical comprenant a son extremite au moins l'autre partie desdits elements de jonction, comprenant a leur extremite inferieure au moins une cite deuxieme partie d'element de raccordement, et 5. on realise le raccordement de ladite premiere partie et de ladite deuxieme partie pour former ledit element de raccordement, et
6. on bloque lesdits elements de jonction sur ladite embase.
s Plus particulierement, dans le procede de ['invention dans lequel ladite embase comprend une cite plate-forma et au moins un dit support mobile, on realise les etapes dans lesquelles: 1. on met en place au fond de la mer ladite plate-forma, et ledit support mobile sur ladite plate- forma, et l'on actionne lesdits verrous pour controler et empecher le deplacement en hauteur audit support mobile par rapport a ladite plate- forma tout en laissant libre le mouvement de translation controlee audit support mobile dans ladite direction longitudinale W', et
2. on descend et met en place au fond de la mer une cite conduite sous-
marine equipee a son extremite d'au moins une partie desdits elements de jonction cdmprenant a leur extremite au moins une cite premiere partie d'element de raccordement, et 3. on solidarise sur le fond audit support mobile, la partie rectiligne horizontale terminale de ladite conduite reposant a fond de la mer, et 4. on descend un dit riser vertical equipe a son extremite inferieure d'au moins l'autre partie desdits elements de jonction comprenant a leur extremite une cite deuxieme partie complementaires d'elements de raccordement, et 5. on rapproche les cites premiere et deuxieme parties-d'elements de raccordement et on realise le raccordement, et 6. on realise le blocage desdits elements de jonction sur ledit support
2s mobile.
Dans une variante de realisation du procede, le support mobile est assemble en surface au sein de la plate-forma, puis ltensemble est alors descendu et mis en place sur le fond de la men Pour mettre en ceuvre une version preferee de realisation du procede de I'invention lesdits elements de jonction vent tels que: - a) ladite conduite soul-marine reposant au fond de la mer est equipee a son extremite d'un dit element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude, ledit element de conduite en forme de coude presentant a son extremite superieure une cite premiere partie d'un element de raccordement, et b) le dit riser vertical est equipe a son extremite inferieure d'un dit joint flexible et d'une cite deuxieme partie d'element de raccordement en soul-face
audit joint flexible.
D'autres caracteristiques et avantages de la presente invention appara^'tront
a la lumiere de la description detaillee des modes de realisation qui va suivre, en
s reference aux figures 1 a 12.
La figure 1 est une vue de cote de la partie superieure d'une tour hybride reliee a un support flottant de type FPSO, avec un navire 2 effectuant une
operation d'intervention a la verticale de ladite tour.
La figure 2 represente une vue en coupe de la partie inferieure de I'installation selon ['invention, apres raccordement du.riser vertical avec ladite conduite soul-marine reposant au fond de la men La figure 3 represente une vue de dessus au niveau de ['orifice superieur
du support mobile 14 de la figure 2 avec un systeme de coin tronconique 17.
La figure 4 est une vue de cote en coupe de la partie inferieure de
I'installatioh, apres raccordement. >.
La figure 5 est une vue en coupe de l'embase avant installation du dit
support mobile et desdites conduites a raccorder.
La figure 6 est une vue de cote de l'embase comprenant la plate-forma et le
support mobile mis en place avant la mise en place des conduites a raccorder.
La figure 7 est une vue en coupe de ['installation dans sa partie inferieure montrant la mise en place de ['element de conduite presentant une courbure en
forme de coude descendant a l'interieur audit support mobile.
La figure 8 est une vue en coupe de la partie inferieure de ['installation dans l'etape de mise en place posterieure a l'etape de la figure 7 dans laquelle, apres 2s mise en place de ['element de conduite en forme de coude, on descend, a l'interieur audit support mobile, I'extremite inferieure audit riser equipe d'un joint
flexible et d'une partie femelle d'un element de raccordement.
La- figure 9 represente une vue en coupe de la partie inferieure de
['installation apres raccordement des conduites en soul-face du joint flexible.
La figure 10 represente une vue de ote en coupe de la figure 9.
La figure 11 represente une vue de dessus d'une embase selon ['invention comprenant un support mobile pouvant coulisser en translation sur une plate forme 15 supportant des barrieres de guidage 16,, la cite translation etant
contrGlee par une butee de terminaison 163.
3s La figure 12 represente une uue de cote en coupe d'une variante de
realisation du raccordement de conduites de ['installation selon ['invention.
Dans la figure 1, le FPSO 1 est ancre sur un champ petrolier par 1 500m de hauteur d'eau, par un systeme d'ancrage non represente et comporte au niveau de son borde un systeme de supportage 2, de conduites flexibles 3 d'effluents petroliers en configuration de chanette remontant vers un dispositif en forme de
s col de cygne 4', lui-meme solidaire de l'extremite superieure d'un riser vertical 5.
L'ensemble est maintenu en tension par ledit flotteur 6 installe en tete du riser vertical 5 par l'intermediaire d'une conduite flexible 7. Ledit flotteur 6 est traverse par une conduite 8 en continuite audit flexible 7 pour deboucher sur un orifice obture par une vanne 9. Un navire d/intervention 2 situe a la verticale audit flotteur peut effectuer une operation de maintenance par coil-tubing a travers le flotteur 6, de maniere a pousser dans la partie verticale de la conduite, une conduite rigide, non representee, de falble diametre, en general 50mm, destinee a nettoyer l'interieur de la canalisation au fur et a mesure de sa progression. Les dispositifs de coil-tubing etant con n us de l'homme de l'art dans le domaine des interventions
sur puits petroliers ne seront pas developpes plus en details ici. -.
Sur les figures 2 a 4, et 6 a12, on a represente la partie inferieure d'une installation selon ['invention dans laquelle la liaison entre l'extremite inferieure audit riser vertical 5 et ladite conduite soulmarine 10 reposant au fond de la mer se fait par l'intermediaire d'un systeme d'ancrage comprenant une embase 4
posee sur le fond.
Ladite embase 4 comprend: - u..ne plate-forma 15 reposant sur le fond de la mer, et - un support mobile 14 auquel lesdits elements de jonction 1113 vent fixes, et - ledit support mobile 14 etant apte a se deplacer de fa,con controlee sur ladite plate-forma selon une cite translation selon une cite direction longitudinale W' correspondent a la direction axiale de la partie terminale
horizontale de ladite conduite soul-marine reposant au fond de la mer 10.
La plate-forma 15 comprend une structure constituent des elements de guidage 16, tels que barriere ou glissiere qui empechent tout autre deplacement du support mobile dans une direction laterale XX' ou en hauteur, c'est a dire dans
une direction verticale Z'.
Ladite embase 4 assure le maintien rigide et le guidage des elements de jonction 11-13 entre l'extremite inferieure audit riser vertical 5 et l'extremite de la 3s partie horizontale term in ale rectiligne de lad ite cond u ite reposant au fond de la mer 10, et lesdits elements de jonction 1 1-13 comprennent un element de conduite presentant une courbure en forme de coude 11 et un element de raccordement de conduite 12, de preference un unique element de raccordement, de preference encore, un unique connecteur automatique, le maintien et le guidage desdits elements de jonction 11-13 etant tels que lesdits elements de s onction 11-13 ne peuvent se deplacer que dans un mouvement de translation dans une unique direction longitudinale W' correspondent a la direction axiale de ladite partie terminale rectiligne horizontale de ladite conduite soul-marine
reposant au fond de la mer 10.
Les figures 2 et 9 representent des coupes en vue de face d'une installation selon ['invention apres mise en place de tous les elements de jonction et des
conduites a raccorder.
Les figures 4 et 10, representent des vues de cote d'une installation selon ['invention, apres mise en place des elements de jonction et des conduites a raccorder. s En {evanche les figures 5 a 8, ainsi que 11 et 12 representent des vues De differents elements constitutifs de ['installation selon ['invention au cours des
differentes phases de la procedure de mise en place.
Ainsi, sur la figure 5, on a represente la plate-forma 15 surmontee des barrieres de guidage laterales 16 qui assurent le guidage dans le coulissement en translation longitudinale selon la direction W' de ['element de support mobile
dont la partie inferieure est maintenue entre iesdites barrieres de guidage 16.
Sur les figures 10 et 11, on a represente un element de butee 16q qui permet de controler le coulissement en translation et empeche un coulissement excessif du support mobile 14 a l'interieur des barrieres de guidage 16, par dessus la plate-forma 15. Ce coulissement en translation dans la direction W' est rendu possible a ['aide de patins de glissement 14,, disposes dessous ledit support mobile 14, sur ses cotes et sur le dessus. On peut egalement utiliser des rouleaux- ou tout autre dispositif visant a reduire le frottement lors des
deplacements longitudinaux dans la direction W'.
Sur la figure 6, on a represente le support mobile 14 descendu depuis la surface a ['aide de cables non representes, insere entre les structures en elevation constituent les barrieres de guidage 16' disposees par dessus la plate forme de guidage 15. Ce support mobile 14 peut se deplacer selon un axe longitudinal W' grace aux patins de glissement 144 mais ne peut se deplacer ni 3s lateralement scion laxe XX', ni vers [e haut selon l'axe Z'. En effet, la partie superieure des barrieres de guidage 16, coopere avec des elements de blocage mobile consistent en un systeme de coin 162, lesquels peuvent etre engages de maniere a ce que la forme exterieure de la partie inferieure du support mobile au niveau d'un epaulement 144 sur laquelle repose des patins de glissement 14, viennent buter contre lesdits coins engages 162 en empechant ['elevation du support mobile 14. Sur les figures 2, 10 et 11, on montre que les barrieres de guidage 16, disposees par dessus la plate-forma 15, vent espacees de maniere a menager un jeu suffisant, par exemple de 1 cm, de part et d'autre du support mobile lorsque celui-ci est mis en place sur la plate-forma entre lesdites barrieres de guidage 16' pour eviter d'eventuels coincements lors des deplacements selon l'axe W' du
support mobile 14 par dessus la plate-forma 15.
La plate-forma 15 est maintenue en position sur le fond de la mer 20 soit par son propre poids, soit par rajout de corps morts 152, soit par l'intermediaire dancres a succion 23 foncees a travers la plate-forma, soit encore par une Is combinaishn de ces methodes. Des beches 15, vent avantageusement prevues en soul-face de la plate-f.omme 15 pour eviter tout glissement ou deplacement
horizontal de la plate-forma queue que soit la direction.
Dans les figures 2, 6 7, 8 et 12, on a represente le support mobile qui repose sur ses patins inferieurs 14, sur la plate-forma 15. Plus precisement, les patins inferieurs 14' reposent sur une echancrure a la base des barrieres de guidage 16. Ce type de position se produit lorsque le flotteur superieur 6 de la figure 1 n'est pas completement deballaste et maintient le riser 5 en tension, et que le poids propre du support mobile 14 est tel que ledit support mobile repose
quand meme sur ses patins inferieurs 14.
En revanche, sur la figure 9, lorsque le flotteur superieur 6 a ete completement deballaste, le support mobile 14 se trouve alors en suspension mais ne peut s'elever en raison du contact des patins superieurs 14, avec les elements de blocage 162 qui cooperent a la partie superieure des barrieres de guidage 16' de maniere a retenir ledit support mobile 14 de par la forme exterieure de sa partie inferieure notamment au niveau dun epaulement 144 qui rentre en contact par l'intermediaire des patins superieurs 14, avec les coins de
blocage 162.
En ajustant la flottabilite du flotteur superieur 6, il est possible dequilibrer la charge de maniere a reduire les efforts de contact positifs ou negatifs, c'est a dire diriges vers le haut ou vers le teas, entre le support mobile 14 et la structure ancree comprenant la plate- forma 15 et les barrieres de guidage 16 Ceci a pour effet de reduire l'usure des patins de contact 14, et surtout de minimiser les efforts F transmis par la conduite soul-marine 10 a l'embase ancree de la tour riser, ainsi que les efforts de compression interne a la cite conduite soul-marine 10, source potentielle de phenomenes de flambage pouvant conduire a la wine de
S ['installation.
A titre d'exemple, la plate-forma 15 peut avoir une longueur de 10 a 12 m et
une largeur de 6 m, capable de recevoir des corps morts 152 de 25 a 50 tonnes.
Le support mobile 14 peut avoir une masse de 40 tonnes correspondent a la tension minimum requise en pied de riser, c'est a dire au niveau du joint flexible 13. Ledit support mobile 14 peut mesurer environ 1,5 m de large et 4 m de longueur. Lors de ['installation, le support mobile 14 est positionne sensiblement a milieu de la plate-fomme, ce qui autorise un deplacement relatif de plus ou moins 3 m, le long de l'axe XX', deplacement engendre par ['expansion ou la retractation thermique, ainsi que de la conduite soul-marine 10, ainsi que par la pression interne de la conduite soul-marine 10 reposant sur le fond. Sur les figures 4 et 6 a 12, on a montre un support mobile 14 presentant une cavite centrale 18 dont la partie superieure comprend une paroi interne peripherique qui est evasee en forme d'entonnoir, ladite cavite 18 etant ouverte dans sa partie superieure par un orifice 18, correspondent a ladite grande base de la partie superieure en forme d'entonnoir de la cavite 18. Au fond de ia cavite 18, un socle en forme de berceau 143 permet de recevoir et de supporter ['element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude 11 qui est dispose a linterieur audit support mobile 14 comme represente sur les figures 2et9. Dans une variante de realisation, le support mobile presente une cavite interne ouverte egalement a sa base, de sorte que lon peut mettre en place la conduite soul-marine en l'installant provisoirement sur la plate-forma 1S, puis descendre le support mobile par-dessus la conduite soul-marine dans la mesure ou la cavite centrale du support mobile autorise le passage de ltelement coude 11 et du connecteur autornatique 12, et enfin, on solidarise la conduite soul-marine avec le support mobile dont le socle 143 et lesdits moyens de verrouillage 19-19, vent situes sur la paroi de la cavite interne du support mobile situe au-dessus de
ladite conduite initialement installee sur la plate-forma 15.
Dans les figures 4, 10 et 11, la conduite soul-marine 10 reposant au fond de la mer se termine par un element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude 11, se terminant a sa partie superieure tournee vers le haut par une premiere partie 12, dun element de raccordement 12, a savoir ici, une partie male. La partie terminale rectiligne horizontale de la conduite soul-marine reposant sur le fond de la mer 10 situee avant ledit element de conduite en forme de coude 11, est supportee par le socle-berceau 143 sur le fond audit support s mobile 14, et elle est verrouillee par un dispositif 19 assure le verrouillage d'une virole l 9, soudee a l'exterieure de la conduite soul-marine 10. Lors du
deplacement du support mobile 14 cree par ['expansion de la conduite sous-
marine 10 reposant sur le sol, sous lteffet de la temperature et de la pression
interne, le dit support mobile 14 glissera au sein de la plate-forma ancree 15-16-
10162 entre les barrieres de guidage laterales 16. Ainsi on reduit de maniere radicale les efforts transmis a ladite embase ancree, ainsi que les efforts de compression au sein de la conduite soul-marine reposant sur le fond, et on supprime ainsi les risques de flambage et de degradation de ladite conduite sous marine 10.; Daris le mode de realisation des figures 2 all, notamment tel que represente dans la figure 8, le riser vertical comprend a son extremite inferieure un joint flexible 13, lui-meme solidaire en soul-face de la seconde partie 122 du connecteur automatique 12, destine a cooperer avec la premiere partie 12' pour realiser le raccordement de ['element de raccordement 12 consistent en un connecteur automatique. Le passage interne du joint flexible 13, ainsi que du connecteur automatique 12 presente un diametre interieur de preference identique a celui du riser 5. Le joint flexible 13 est renforce par une structure externe de renfort qui permet d'assurer son encastrement dans ['orifice superieur 18 de la cavite 18 du support mobile 14 pour assurer la rigidite de ['ensemble 2s lorsque un systeme de coins tronconiques 17 vient le verrouiller en position definitive dans la cavite 18 au niveau de ['orifice superieur 18, du support mobile 14, comme illustre sur les figures. Le joint flexible etanche peut etre de type rotule mecanique ou de type joint flexible elastomere, ou encore correspondre a une longueur limitee de conduite flexible capable de foumir le meme deplacement angulaire par rapport a la verticale du riser 5, notamment dans un cone d'angle a
pouvant atteindre 15 degree.
L'element de conduite presentant une courbure en forrne de coude 11 presente une courbure comprenant un arc de cercle avec un grand rayon de courbure, notamment un rayon de courbure superieur a 5 m, plus particulierement de l'ordre de 5 a 10 m realise par un element de conduite courbe mesurant de 7
a 1 5 m.
Dans le procede de mise en place d'une installation selon ['invention, on peut realiser les etapes successives suivantes: 1. on met en place a fond de la mer, ladite plate-forma 15 surmontee de la structure de guidage constituee par les barrleres 16' cooperant avec les elements s de blocage ou systeme de coin 162 dans leur partie superieure, et 2. on ancre la plate-forma 15 a ['aide de differents moyens d'ancrage tels que des corps morts 152 que l'on descend a ['aide de cables ou d'ancres a succion 153, et 3. on descend un dit support mobile 14 que l'on insere entre les barrieres de guidage 16' par dessus la plate-forma 15 et l'on actionne les verrous de blocage 162 qui empechent le deplacement vers le haut dans la direction Z' du support mobile 14 tout en laissant libre le coulissement en translation dans la direction longitudinale W' du support mobile 14, ledit coulissement en translation dans la direction W' etant controle par les elements de butee 163-164 reposant sur la plate-forma 15, et 4. on installe au fond de la cavite 18 audit support mobile, en le descendant a travers ['orifice superieur 18, un element de conduite rectiligne constitutif de la partie terminale horizontale de la conduite soul-marine reposant au fond de la mer 10, ladite partie terminale horizontale etant equipee a son extremite d'un dit element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude 11, lequel element coude 11 presente a son extremite superieure une premiere partie male 12' d'un connecteur automatique 12, et 5. on depose ledit element de conduite rigide coude 11 au fond de la cavite 18 de sorte que la partie horizontale rectiligne terminale de la conduite sous marine reposant au fond de la mer repose sur le socle berceau 143, et on solidarise ladite partie terminale horizontale de la conduite soul-marine reposant au fond de la mer 10 avec un systeme de verrouillage 19, 19, de type collier, et 6. on descend un riser vertical 5 equipe a son extremite inferieure d'un joint flexible 13 renforce et de la deuxieme partie complementaire femelle 122 audit connecteur automatique 12 en soul-face du dit joint flexible renforce 13, puis 7. apres approche des cites premiere et deuxieme parties 12, et 122 complementaires audit element de raccordement 12, on realise ledit raccordement, et 8. une fois le raccordement effectue, on realise le blocage audit joint flexible renfo rce ou d' u ne portion de conduite term inale a ltextrem ite inferieu re audit riser dessous le dit joint flexible renforce 13, a l'interieur de ['orifice superieur 18 comportant une paroi peripherique de forme evasee, a ['aide d'un systeme de coin venant se bloquer entre ladite paroi peripherique en forme dentonnoir de ladite ouverture superieure 18, et ledit joint flexible renforce 13 ou ladite portion de
conduite terminale dessous ledit joint flexible 13.
Des coins 17 representes sur les figures 6 a 8 en position degagee par rapport a ladite paroi de ['orifice superieur 18,, vent actionnes par un ROV au moyen de verins hydrauliques non representes pour venir ensuite s'engager a ltinterieur de ltorifice superieur 18' contre sa paroi peripherique evasee comme represente sur les figures 4, 9, 10 et 12. Les coins tronconiques 17 viennent buter en appui sur la structure de renfort audit joint flexible renforce 13 et le maintenir
en position fixe par rapport a support mobile 14.
Des verrous complementaires 142 vent alors actionnes par un dispositif non represente permettant ainsi de transferer au support mobile 144 I'integralite de la charge verticale creee par le riser 5 maintenue en tension par le flotteur superiqur
s 6 de la figUre 1. -.
La figure 3 est une coupe en vue de dessus relative a ['orifice superieur 18, montrant trots coins tronconiques 17 dont l'un est represente en position retractee vers le haut, et le deux autres en position de coincement engage vers le teas a
l'interieur de ['orifice 18.
L'installation selon ['invention a ete decrite sur les figures 2 a 11 avec un joint flexible renforce 13 situe au dessus d'une partie 122 de connecteur
automatique 12.
Dans un autre mode de realisation represente sur la figure 12, ledit element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude 11 est pre-installe en soul-face audit joint flexible renforce 13, ledit element de conduite en forme de coude 11 presentant a son extremite inferieure libre, une premiere partie 122
d'element de raccordement du type connecteur automatique 12. Dans ce cas, ladite premiere partie 122 d'element de raccordement a son
axe dispose horizontalement legerement au dessus du fond de la cavite 18 du support mobile 14, une fois que le joint flexible 13 est bloque en place dans louverture superieure 18, du support mobile 14 a ['aide des coins 17. On realise ensuite le raccordement avec la conduite soul-marine reposant au fond de lamer dont la partie terminale rectiligne horizontale repose sur un chariot 21 coulissant sur la plate-forma 15 a ['aide de patins de glissement 22, ladite partie terminale horizontale rectiligne de la conduite soul-marine reposant au fond de la mer 10 etant tenue par des berceaux 143 sur le fond du dit chariot mobile 21 et solidaire audit chariot 21 par un collier de verrouillage 19-19. On effectue le raccordement par deplacement, dans ladite direction longitudinale W', audit
chariot mobile 21 entre lesdites barrieres de glissement 16' sur la plateforma 15.
On solidarise enfin le chariot 21 au support mobile 14 par des moyens non
s representes.
En raison de sa complexite, on prefere installer la partie femelle 122 d'un connecteur automatique 12 sur l'equipement manipule en dernier, mais on peut inverser les cites premiere et deuxieme parties male et femelle 12-122 de
['element de raccordement.
Sur la figure 1, I'installation comprend un dispositif de liaison 4,, 7 entre ledit flotteur 6 et l'extremite superieure audit riser 5, comprenant: - une deuxieme conduite souple 7 dont les extremites vent encastrees au niveau respectivement de la soul-face audit flotteur 6 et de l'extremite superieure du riser 5, la liaison de ladite deuxibme conduite souple 7 a l'extrernte superieure audit riser 5 se faisant par l'intermediaire d'un dispositif en forme de col de cygne 4,, lequel dispositif en forme de col de cygne 4 assure aussi la liaison entre ledit riser 5 et une cite conduite flexible 3 avec le support flottant, - ladite deuxieme conduite souple 7 etant prolongee a travers ledit flotteur 6 par une conduite tubulaire rigide 8 traversant le flotteur de part en part, de sorte que l'on peut intervenir a l'interieur audit riser vertical 5 a partir de la partie superieure du flotteur 6 a travers ladite conduite tubulaire rigide 8, puis ledit dispositif de liaison constitue de ladite deuxieme conduite souple 7 est a travers ledit dispositif en forme de col de cygne 4, de fa,con a acceder a l'interieur audit riser 5 et le nettoyer par injection de liquide et /ou par raclage de la paroi interne audit riser (5), puis de ladite conduite soul-marine 10 reposant au fond de la men Ladite deuxieme conduite souple 7 presente a ses extremites des elements de variation progressive d'inertie de section 7,, 72 au niveau respectivement de la soul-face du flotteur 6 et de ltextremite superieure du col de cygnet Le dispositif en forme de col de cygne comprend une partie droite superieure qui assure la jonction entre ledit riser vertical et ladite deuxieme conduite souple reliee audit flotteur. Sur cette cite partie droite du dispositif en forme de col de cygne, une derivation courbe en forme de coude, permet la jonction entre l'extremite audit riser vertical et l'extremite de ladite conduite flexible 3s elle-meme reliee audit support flottart. Les extremites de ladite courbe etant sensiblement tangente avec la courbe de la chanette constituee par ladite cQnduite flexible qui assure la liaison au support flottant, et sensiblement tangents avec ladite partie droite du dispositif en forms de col de cygnet
Claims (13)
1. Installation de liaison fond-surface pour conduite soul-marine (10) reposant au fond de la mer, notamment a grande profondeur, comprenant: a) au moins un riser vertical (5) relic a son extremite inferieure a au moins une conduite soul-marine (10) reposant au fond de la mer, et a son extremite superieure a--au moins un flotteur (6), et b) au moins une conduite de liaison (3), de preference une conduite flexible, assurant la liaison entre un support flottant (1) et lextremite superieure (4) audit riser vertical (5), et c) la liaison entre lextremite inferieure audit riser vertical (5) et une cite conduite soul-marine (10) reposant au fond de la mer se fait par l'intermediaire d'un systeme d'ancrage comprenant une embase (4) posee sur le fond, caracterisee en ce que ladite embase (4) assure le maintien et le guidage des elements de jonction (11-13) entre ltextremite inferieure audit riser vertical (5) et l'extremite de la partie horizontale rectiligne terrninale de ladite conduite reposant au fond de la mer (10), et lesdits elements de jonction (1 1-13) comprennent un element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude (11) et un element de raccordement de conduite (12), de preference un unique element de raccordement, de preference encore, un unique connecteur automatique, le maintien et le guidage desdits elements de jonction (1 1-13) etant tels que lesdits elements de jonction (1 1-13) ne peuvent se deplacer que dans un mouvement de translation dans une unique direction longitudinale (W') sensiblement correspondent a la direction axiale de ladite partie terminale rectiligne horizontale de ladite conduite soul-marine reposant
au fond de la mer (10).
2. Installation selon la revendication 1, caracterisee en ce que ladite 30. embase (4) comprend: - une plate-forma (15) reposant sur le fond de la mer, et - un support mobile (14) auquel lesdits elements de jonction (11-13) vent fixes, et - ledit support mobile (14) etant apte a se deplacer, de preference de fa,con controlee, sur ladite plate-forma selon une cite translation dans une cite direction longitudinale (W') correspondent a la direction axiale de la partie terminale horizontale de ladite conduite soul-marine reposant au fond de la mer (10). 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caracterisee en ce que ledit riser vertical (5) comprend dans sa partie terminale inferieure un joint flexible (13), de preference renforce, lequel permet des mouvements angulaires (a) de la partie audit riser vertical (5) situee au dessus audit joint flexible (13), et lesdits elements de jonction (11-13) comprennent ledit joint flexible (13) ou une
portion de riser vertical situee au dessous audit joint flexible (13).
4. Installation selon ltune des revendications 1 a 3, caracterisee en ce
que: - une premiere partie (12), de preference male d'un dit element de raccordement (12) est solidaire audit joint flexible (13), et disposee juste
dessouschlui-ci, et -.
- ladite conduite soul-marine reposant au fond de la mer (10) se termine par un dit element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude (1 1) presentant a son extremite une deuxieme partie (122), de preference femelle, d'un dit element de raccordement (12), apte a cooperer avec
ladite premiere partie pour former ledit element de raccordement (12).
5. installation selon l'une des revendications 1 a 3, caracterisee en
ce que: - ledit element de conduite rigide presentant une courbure en forme 2s de coude (11) est fixe directement en sous face audit joint flexible (13) et comprend a son autre extremite une premiere partie (12), de preference femelle, d'un dit element de raccordement (12), et - ladite premiere partie (12) de ['element de raccordement, de preference femelle, coopere avec une deuxieme partie (122) d'element de raccordement, de preference male, a l'extremite d'une partie horizontale ferminale d'une conduite soul-marine reposant au fond de la mer (10) pour
former un dit element de raccordement (12).
6. Installation selon l'une des revendications 2 a 5, caracterisee en ce
3s que ledit support mobile (14) comprend une cavite centrale (18) ouverte sur le dessus par un orifice superieur (18) apte a recevoir ledit element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude (11) lorsque celui-ci est
descendu depuis la surface au sein audit support mobile (14).
7. Installation selon la revendication 6, caracterisee en ce que ledit S orifice superieur (18) coopere avec des elements de blocage, de preference un systeme de coin (17), permettant de bloquer ledit joint flexible renforce (13) lequel est ainsi maintenu rigidement et fixement solidaire audit support mobile (14), et la partie terminale horizontale terminale de ladite conduite reposant au fond de la mer (10) est maintenue fixement sur le fond audit support mobile, de
preference a ['aide d'un systeme de collier (19-19).
8. Installation selon la revendication 7, caracterisee en ce que ledit orifice superieur (18) presente une paroi interne peripherique, en forme d'entonnoir avec une grande base superieure et lesdits coins (17) permettant le blocage udit joint flexible renforce (13) vent constitues par des coins
tronconiques (17).
9. Installation selon l'une des revendication 2 a 8, caracterisee en ce que ladite plate-forma comprend des elements de guidage et maintien (16163) audit support mobile (14) de sorte que ledit support mobile (14) ne peut se mouvoir sur ladite plate-fomme (15) que par coulissement en translation dans une cite direction longitudinale (W'), de preference a ['aide de patins de glissement
(141).
10. Installation selon la revendication 9, caracterisee en ce que ledit support mobile (14) est maintenu lateralement entre deux barrieres laterales de guidage (16) de ladite plate-forma, et lesdites barrieres laterales de guidage (16) cooperent avec des elements mobiles de blocage (162) qui en position retractee de degagement permettent la descente audit support mobile (14) depuis la surface jusqu'a une position entre les deux cites barrieres laterales (16) par dessus ladite plate-forma (15) , et en position avancee de blocage cooperent avec la forme exterieure (14) audit support mobile (14) de maniere a
ce que le deplacement vertical (Z') en hauteur de celui-ci soit controle.
11. Installation selon l'une des revendication 1 a 10, caracterisee en ce que ladite embase (4) comprend une plate-forma (15) reposant au fond de la
À 2839542
mer, laquelle coopere avec des elements de stabilisation comprenant des corps morts (152) poses par dessus ladite plate-forma (15) ou des ancres a succion (153) traversant ladite plate-forma pour etre enforces dans le sol et/ou des elements en saillie de type beches (15) disposes en sous face de ladite plate s forme et enforces dans le fond de la mer pour eviter tout glissement de ladite plate-forma au fond de la men 12. Procede de mise en place d'une installation selon l'une des
revendications precedentes caracterise en ce qu'il comprend les etapes dans
lesquelles: 1. on met en place au fond de la mer (20) une cite embase (4) ' et 2. on descend au fond de la mer, une cite conduite soul-marine reposant sur le fond de la mer (10) avec a son extremite au moins une partie desdits elements de jonction (11-13) comprenant a leur extremite une premiere partie (12 t) d'element de raccordement, et 3. on sol idarise la partie horizontale rectiligne term inale de ladite conduite reposant sur le fond de la mer (10) sur ladite embase, et 4. on descend ledit riser vertical comprenant a son extremite au moins l'autre partie desdits elements de jonction (11-13), comprenant a leur extremite inferieure au moins une cite deuxieme partie (122) d'element de raccordement, et 5. on realise le raccordement de ladite premiere partie (12) et de ladite deuxieme partie (122) pour former ledit element de raccordement (12), et
6. on bloque lesdits elements de jonction (13) sur ladite embase (4).
13. Procede selon la revendication 12 dans lequel ladite embase comprend une cite plate-forma (15) et au moins un dit support mobile (14) et on realise les etapes dans lesquelles: 1. on met en place au fond de la mer (20) ladite plate-forma (15), et ledit support mobile (14) sur ladite plate-forma (15), et l'on actionne lesdits verrous (162) pour controler et empecher le deplacement en hauteur audit support mobile par rapport a ladite plate-forma tout en laissant libre le mouvement de translation controlee audit support mobile dans ladite direction longitudinale (W'), et 2. on descend et met en place au fond de la mer (20) une cite conduite soul-marine (10) equipee a son extremite d'au moins une partie desdits elements de jonction (11-13) comprenant a leur extremite au moins une cite premiere partie 12 d'element de raccordement, et 3. on solidarise sur le fond (10) audit support mobile (14), la partie rectiligne horizontale terminale de ladite conduite reposant a fond de la mer (10), S et 4. on descend un dit riser vertical (5) equipe a son extremite inferieure d'au moins l'autre partie desdits elements de jonction (11-13) comprenant a leur extremite une cite deuxieme partie (122) complementaires d'elements de raccordement (12), et 105. on rapproche les cites premiere et deuxieme parties (12) et (12) d'elements de raccordement (12) et on realise le raccordement, et 6. on realise le blocage desdits elements de jonction (11-13) sur ledit
support mobile.
1514. Procede selon la revendication 13, caracterise en ce que:.
a) ladite conduite soul-marine reposant au fond de la mer (10) est equipee a son extremite d'un dit element de conduite rigide presentant une courbure en forme de coude (11), ledit element de conduite en forme de coude presentant a son extremite superieure une cite premiere partie (12) d'un Co element de raccordement (12), et b) le dit riser vertical (5) est equipe a son extremite inferieure d'un dit joint flexible (13) et d'une cite deuxieme partie (122) d'element de raccordement
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Effective date: 20080131 |