OA10018A - Dispositif de montage d'une ligne flexible comportant un limiteur de courbure - Google Patents

Description

10018 - 2 - partie tronconlque, mis en place sur la ligne flexible et encastréssur un support <J'encastrement monté sur et/ou autour de la ligneflexible.

Par encastrement au sens de l'invention, on entend uneliaison mécanique rigide, au moins en flexion et vis-à-vis detranslations latérales, entre le limiteur de courbure et sonsupport d’encastrement, c'est-à-dire une liaison telle que lesupport d’encastrement bloque les déplacements angulaires(incurvation autour d'un axe quelconque perpendiculaire à l'axe dela ligne flexible) et les déplacements transversaux du limiteur decourbure, et par conséquent de la ligne flexible, les valeursassociées de couples de flexion et de forces d'appui étantintégralement supportées par le support d'encastrement. Envariante, ledit encastrement peut être un encastrement intégral,assurant également le blocage des déplacements axiaux et des effetsde torsion autour de l’axe longitudinal de la conduite flexible. L'organe rigide creux est une partie de la structure ou unorgane solidement encastré sur la structure, telle qu'uneplateforme, à laquelle une extrémité de la conduite flexible estraccordée, ledit organe rigide creux comportant une ouverturecentrale pour le passage de la ligne flexible et constituant ledernier point d’appui de la ligne flexible sur la plateformesupport, à la manière d'un écubier. Couramment, l'organe rigidecreux qui constitue le support d'encastrement du limiteur decourbure est un tronçon d'extrémité d'un tube-guide dans lequel estengagée la ligne flexible, l'encastrement étant effectué dans lazone d'embouchure inférieure du tronçon d'extrémité du tube-guide.

Par tube-guide au sens de l'invention, on entend aussibien un élément tubulaire vertical (I tube) qu'un élément tubulaireà dévers progressif (J tube). La fonction de tube-guide peut, envariante, être remplie par un treillis, ou toute autre forme decharpente présentant un passage interne pour guider la ligneflexible.

La technique consistant à tirer une ligne flexible par uneextrémité au travers d'un tube-guide solidaire d'une structure,dite technique de "pull-in" est couramment utilisée dans le domainepétrolier "off shore". 10018 - 3 -

Cette technique peut être utilisée dans différentesconfigurations de systèmes d’exploitation de champs pétrolifèressous-marins et par exemple dans une installation de productioncomportant une ou plusieurs conduites ou "flow-lines" reliant lesdifférentes têtes de puits sous-marines, ou autres équipementsdisposés sur le fond, à une structure formant un support de surfacetel que décrit ci-dessus ou à une structure de subsurface, située àun niveau intermédiaire entre la surface et le fond sous-marin,ladite structure comportant divers équipements et, en particulier,des éléments de tuyauterie qui doivent être reliés par la conduiteflexible aux équipements disposés sur le fond. Alternativement,l'installation de production peut comporter, au lieu d'unéquipement disposé sur le fond, un deuxième support de surface, oude eubsurface, auquel est raccordée la seconde extrémité de laconduite flexible qui se trouve soit entièrement suspendue enchaînette entre les deux supports, soit repose en partie sur lefond.

Dans un premier mode de mise en oeuvre dans ce typed'installation, une conduite flexible est déroulée à partir d'unnavire de pose, une première extrémité de la conduite étant tiréepar la technique de "pull-in" de façon à pouvoir raccorder cettepremière extrémité de la conduite flexible à bord du support desurface en face duquel est positionné le navire de pose.

Le flexible est alors suspendu "en chaînette" entre lenavire de pose et le support de surface. Ensuite, le navire de poses'éloigne et commence à dérouler la conduite flexible sur le fond.

Dans un second mode de mise en oeuvre, une fois laconduite flexible déposée sur pratiquement toute sa longueur par lenavire de pose sur le fond sous-marin, la deuxième extrémité de laconduite flexible est reliée par un câble de traction au support desurface puis tirée à bord et raccordée.

De façon habituelle, le raccordement entre l'emboutterminal de la conduite flexible et le réseau de tuyauteriesinstallé sur la structure formant support est réalisé au dessue dela surface de l’eau, au niveau d'un pont de travail par exemple. Untel dispositif présente l'avantage de faciliter le raccordement dela conduite flexible à bord de la plateforme. Par contre, malgré la 10018 - 4 - possibilité de disposer autour de l'extrémité supérieure de laconduite flexible un limiteur de courbure sous forme de raidisseursolidement encastré par rapport à la structure de support, cedispositif présente des risques relativement sérieux pour laconduite tubulaire flexible, qui, dépourvue de protection doittraverser la zone de marnage (splash zone).

De plus, lorsque la structure de support est flottante,ancrée, la conduite tubulaire flexible, subit les conséquencesd'excursion de la structure à laquelle elle doit être fixée,notamment du fait que cette dernière, en tirant sur ses ancrages,s'écarte par rapport à la verticale de son lieu théorique destationnement.

Selon un autre dispositif connu, en particulier lorsque lastructure est une plateforme flottante ancrée, le raccordemententre la conduite flexible et la plateforme est réalisé au dessoxisde la surface de l'eau, de préférence dans la partie basse de Laplateforme au voisinage de la quille. I,'avantage d'un teldispositif est qu'il met la conduite flexible relativement àl'abri, en l'éloignant de la zone de turbulence maximale créée à lasurface par la houle. Il est, néanmoins, considéré couramment commenécessaire de mettre en place, au droit du raccordement de la ligneflexible à la structure, à l'extrémité inférieure du tube-guidesolidaire de la structure, un limiteur de courbure sous forme deraidisseur, solidement encastré, visant à répartir les contraintesde flexion et à interdire au rayon de courbure imprimé à la ligneflexible d'atteindre une valeur inférieure critique en deçà delaquelle la ligne flexible risque d'être rapidement mise horsd'usage. Un tel dispositif présente l'inconvénient évident denécessiter des opérations difficiles et coûteuses, assujetties auxconditions météorologiques, pour réaliser les connexionssous-marines.

Par ailleurs, US-A-4 808 034 décrit un dispositif deraccordement d'une conduite flexible à une structure flottante danslequel une plaque de guidage annulaire est réunie à un raidisseurmonté à jeu autour de la conduite flexible. La plaque de guidagecomporte, en saillie de son extrémité frontale, des pièces defixation coopérant avec des pièces évidées correspondantes 10018 - 5 - réalisées à l’extrémité inférieure du tube--gUide vertical fixé à lastructure.

Dans cette réalisation, on met en oeuvre essentiellementdeux phases de traction à l'aide de câbles de levage différents.

Tout d'abord, on fixe des câbles aux pièces de fixationdisposées en saillie à la périphérie de la plaque de guidage et ontire vers le haut l'ensemble constitué par la plaque de guidagesolidaire du raidisseur et la conduite munie de son embout, cedernier se trouvant en appui sur l'épaulement constitué par le bordinterne de la plaque de guidage. Simultanément on fait venir unautre câble de levage disposé axialement et fixé à l'embout.

Une fois réalisée la solidarisâtion de la plaque deguidage avec l'extrémité du tube-guide, on tire à l'aide duditautre câble de levage, fixé à l'embout, ce dernier ainsi que laligne flexible, au travers du tube-guide, l'embout étant ensuite,de manière connue, raccordé à la structure à, ou au delà de,l’extrémité supérieure du tube-guide.

Ce dispositif connu nécessite d’utiliser une pluralité decâbles de traction au cours d’étapes différentes.

Pendant la première phase de l'opération d'installation dudispositif, il est nécessaire de haler plusieurs câbles à la fois,en équilibrant leurs longueurs et tensions respectives pour tirersur la plaque de guidage qui entraîne l’embout et la conduiteflexible, et, en outre, d'amener simultanémtnt le câble de levageaxial avec un effort de traction minimum juste suffisant pourempêcher ce câble d'avoir du mou.

Ce dispositif est très difficile à mettre en oeuvre, enparticulier dans le cas de lignes flexibles dont une certainelongueur repose sur le fond, pour assurer la traction de lignesflexibles de longueur importante et de poids élevé, poids auquels'ajoutent les poids de l'embout, du raidisseur et de la plaque deguidage. De plus, le dispositif décrit dans le document antérieurest, compte-tenu de la configuration des moyens prévus pour lepositionnement relatif et la fixation de la plaque de guidage et del'extrémité du tube-guide, limité à une mise en oeuvre avec untube-guide vertical. En outre, ce dispositif présentel'inconvénient grave que l’encastrement du raidisseur, tel qu'il 10 018 - 6 - est réalisé par la fixation de la plaque de guidage sur l’extrémitédu tube-guide, manque de solidité.

La présente invention se propose de réaliser un dispositifqui soit d’une mise en oeuvre plus facile que les dispositifsantérieurement connus, et ne soit pas limité à une mise en oeuvreavec un tube-guide vertical, tout en permettant un encastrementefficace et fiable du limiteur de courbure, en particulier sousl’eau et de préférence sans intervention de plongeurs.

La présente invention a essentiellement pour objet undispositif de montage d’une ligne flexible sur une structurecomportant un organe rigide creux, faisant partie de laditestructure ou fixé sur ladite structure, et que traverse la ligneflexible après avoir été tirée à l'aide d'un câble de traction fixéà une extrémité de ladite ligne flexible, de préférence surl’embout d'extrémité monté sur ladite ligne flexible pour sonraccordement à ladite structure, et un limiteur de courbure, engagésur ladite ligne flexible et solidaire de moyens de fixation aptesà coopérer avec des moyens de fixation solidaires dudit organerigide creux pour réaliser un encastrement du limiteur de courburesur ladite structure, caractérisé par le fait qu’il comprend desmoyens pour immobiliser le limiteur de courbure sur ladite ligneflexible à distance de ladite extrémité de celle-ci pendant unepremière phase de traction de la ligne flexible à la fin delaquelle le limiteur de courbure est amené au niveau de la zoned'embouchure dudit organe rigide creux en vue de son encastrement,ledit organe rigide creux comportant au moins pendant laditepremière phase de traction une pièce d'embouchure évasée. L'opération d'installation de la conduite flexible et dudispositif de raccordement selon l'invention comprend deux phasesde traction de la conduite flexible par "pull-in", ces deux phasesétant séparées par une étape intermédiaire pendant laquelle lelimiteur de courbure est immobilisé sur la structure. Il convientde noter que, selon l'invention, la traction de la conduiteflexible, lors de chacune des deux phases successives de tractionest effectuée par halage d'un seul et même câble qui est le câblede traction fixé à l'embout terminal de la conduite flexible. Ledispositif selon l'invention présente ainsi l'avantage de permettre 10018 - 7 - une opération d’installation facile, par comparaison avec ledispositif décrit dans US-A-4 808 034 qui nécessite un ensemble decâbles complémentaires fixés périphériquement sur des piècesd'extrémité en saillie de la plaque de guidage montée sur lelimiteur de courbure pour effectuer la première phase de tractionprécédant la fixation de la plaque de guidage à l'extrémitéinférieure du tube-guide.

Un autre avantage du dispositif selon l'invention est que,pendant toute la durée de l'opération d'installation de la conduiteflexible et, ultérieurement, lors de l’exploitation del'installation en service, il permet, à l’endroit critiquecorrespondant à la zone supérieure de la partie libre de laconduite flexible qui se trouve juste en dessous de la zoned'embouchure de l'organe rigide creux servant d'écubier, d'assureren permanence une répartition régulière des contraintes de flexionet la limitation du rayon de courbure de la ligne flexible parrapport à la valeur minimale admise. Pendant la première phase del'opération de traction, ce résultat est obtenu grâce à la pièced'embouchure évasée prévue dans la zone d'embouchure de l'organerigide creux, tel que le tronçon d'extrémité d'un tube-guide.Pendant la deuxième phase de l'opération de traction ainsi que defaçon définitive, pendant toute la durée de l'exploitation del'installation en service, cette fonction de contrôle de lacourbure de la ligne flexible est réalisée par le limiteur decourbure qui a été encastré sur la structure.

Le dispositif selon l'invention présente encore l'avantagede permettre un encastrement solide du limiteur de courbure,l'opération de mise en place pouvant être effectuée facilement. Enparticulier, dans un mode avantageux de mise en oeuvre,l'installation du dispositif est réalisée sans plongeurs grâce desorganes télécommandés depuis la surface.

Dans un premier mode de réalisation, les moyens pourimmobiliser le limiteur de courbure sur la ligne flexible pendantladite première phase de traction sont libérables dudit limiteur decourbure après immobilisation de celui-ci. Dans ce cas, le limiteurde courbure est monté sur la ligne flexible avec un jeu radial demanière à permettre, après libération des moyens d'immobilisation Î00Î8 - 8 - du limiteur de courbure, qui restent bloqués axialement sur laligne flexible, un coulissement de la ligne flexible par rapport aulimiteur de courbure.

Ainsi, après réalisation de l’encastrement, il estpossible de mettre en oeuvre, à l’aide du même câble de traction laseconde phase de traction permettant la mise en place définitive dela ligne flexible par coulissement à l'intérieur de l'organe rigidecreux jusqu'au raccordement final de l'embout d'extrémité à lastructure.

Dans ce premier mode de réalisation, la pièce d'embouchureévasée peut être montée à demeure sur l’organe rigide creux ou estséparable pour permettre la mise en oeuvre des organes mécaniquesqui réalisent l'encastrement. L'encastrement du limiteur de courbure peut être réalisépar tous moyens appropriés notamment par assemblage, à l'aided'organes de fixation, de brides en regard du limiteur de courbureet de l'organe rigide creux, ou par engagement: en correspondance deformes de deux portées complémentaires, par exemple tronconiques,en regard, du limiteur de courbure et de l'organe rigide creux oude la pièce d'embouchure évasée. Les portées complémentaires sontde préférence appliquées l’une contre l’autre avec un effort axialsuffisant par des moyens de serrage, tels qu'un ensemble vis-écrousou avantageusement un collier de serrage à effet de coin.

Dans un second mode de réalisation de l'invention, lesmoyens pour immobiliser le limiteur de courbure sur la ligneflexible réalisent une solidarisation permanente du limiteur decourbure sur la ligne flexible, l'encastrement étant effectué paremmanchement coulissant de portées cylindriques en regardsolidaires du limiteur de courbure et de l'organe rigide creux.

Dans ce cas, la distance entre l'emplacement auquel Lelimiteur de courbure est immobilisé sur la ligne flexible etl'extrémité de la ligne flexible qui doit être raccordée à Lastructure, doit être prédéterminée pour que, dans la positiond'encastrement du limiteur de courbure, l'extrémité de la ligneflexible se trouve au niveau prévu pour son raccordement à Lastructure. 10018 - 9 - D'autres avantages et caractéristiques de l'Inventionapparaîtront à la lecture de la description suivante de différentsexemples de mise en oeuvre donnés à titre nullement limitatif en seréférant au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 Illustre schématiquement une installationpétrolière off shore dans laquelle peut être mis en oeuvre ledispositif selon l'invention, - les figures 2 à 4 illustrent différentes phases de miseen oeuvre d'un premier exemple de réalisation de dispositif selonl'invention, la figure 2 comportant deux zones montrées agrandies, - les figures 5 à 8 illustrent schématiquement différentesphases de mises en oeuvre d'un second exemple de réalisation dedispositif selon l'invention, la figure 5 comportant deux zonesmontrées agrandies, - les figures 9 et 10 illustrent schématiquement unevariante de ce second exemple de réalisation, - la figure 11 est une vue en coupe selon XI-XI de lafigure 10, et - les figures 12 et 13 illustrent schématiquement un autreexemple de réalisation du dispositif selon l'invention selon deuxphases de mises en oeuvre, la figure 12 comportant deux zonesmontrées agrandies, - les figures 14 et 15 illustrent schématiquement encoreun autre exemple de réalisation du dispositif selon l'invention etsa mise en oeuvre.

On se réfère tout d’abord à la figure 1 où l'on voit uneinstallation de production d'hydrocarbures off-shore comprenant unecolonne verticale flottante 1 munie de lignes d'ancrage 2 au fondsous-marin.

Le long de la structure que constitue la colonne flottante1 sont fixés des tubes-guides rigides 3 à l'Intérieur desquels sontengagées, pour la remontée des hydrocarbures, des conduitestubulaires flexibles 4 qui peuvent être du type de cellesfabriquées et commercialisées en grande longueur et en différentsdiamètres par la société déposante. 10018 - ίο -

Les conduites tubulaires flexibles 4 sont équipées, demanière connue, d’un ensemble de bouées 5 de façon à déterminer unezone à concavité de sens inversé orientée vers le fond.

Dans la zone de raccordement de chaque conduite tubulaireflexible 4 à l’extrémité inférieure du tube-guide correspondant 3,il est prévu un élément limiteur de courbure 6 qui sera décrit plusen détail dans la suite.

On a également schématisé sur la figure 1 un navire 7utilisé pour la pose des conduites tubulaires flexibles 4.

On se réfère maintenant aux figures 2 à 4 qui illustrentun premier exemple de réalisation de dispositif selon l’invention,ainsi que les étapes de sa mise en place.

Le limiteur de courbure 6 de ce mode de réalisation estréalisé sous la forme d'un raidisseur, notamment en polyuréthane,mis en place avec un jeu radial sur la conduite tubulaire flexible4 avant que cette dernière n’ait. été munie de son emboutd’extrémité 8. Ce jeu radial permet un coulissement relatif entrele raidisseur et la conduite flexible après l'encastrement duraidisseur, décrit ci-après.

Le raidisseur peut être de tout type connu et enparticulier de l’un des types décrits dans la demande de brevetPCT/FR91/01073 de la société déposante.

Sur l’extrémité inférieure d’embouchure du tube-guide 3est montée une pièce d’embouchure 9, en forme de trompette,comportant une bride 10 pour sa fixation à une bride 11 àl’extrémité d’embouchure du tube-guide 3.

Le raidisseur 6 comporte à son extrémité frontale une bride 12.

Un moyen d’immobilisation, tel qu'un collier de retenue13, est mis en place et solidement fixé sur la conduite flexible 4en arrière du raidisseur 6 de manière à immobiliser celui-ci enposition sur la conduite tubulaire flexible pendant la premièrephase de remontée de celle-ci, comme cela va être décrit, leditcollier 13 pouvant être séparé, du raidisseur 6 une foisl’encastrement réalisé.

Pour effectuer la remontée par traction de la conduiteflexible, l'embout 8 est connecté à l'extrémité d’un câble de 10018 - π - traction 14 associé à des moyens de levage,, tels qu’un treuil montésur la structure, telle que la colonne 1 sur laquelle doit êtreconnectée la conduite tubulaire flexible.

Pour mettre en oeuvre le dispositif selon l’invention, onexerce vers le haut un effort de traction sur le câble 14, ce quiprovoque la remontée de l’ensemble constitué par l’embout 8, laconduite tubulaire flexible 4 et le raidisseur 6, maintenu en butéepar le collier 13, jusqu'à ce que l’embout 8 après avoir traverséla pièce d’embouchure évasée 9 en forme de trompette à l’extrémitéinférieure du tube-guide 3, pénètre dans celui-ci en entraînant laconduite 4.

Pendant cette phase intermédiaire, illustrée à la figure3, la pièce d’embouchure évasée 9 assure un appui continu avec unecourbure déterminée pour supporter la conduite flexible dans sazone critique de façon à maintenir son rayon de courbure au-dessusde la valeur minimale admise et empêcher son endommagement.

En poursuivant la traction sur le câble 14, le raidisseur6 parvient à proximité de la pièce d’embouchure évasée 9.

On procède alors au démontage de la pièce d’embouchure, endésassemblant les brides 10 et 11, ce qui permet alors d’assemblerla bride 12 du raidisseur 6 avec la bride 11 à l’extrémitéinférieure du tube-guide 3.

Cette solidarisation des brides réalise un encastrementfiable du raidisseur à l’extrémité inférieure du tube-guide.

Après réalisation de l’encastrement, le collier 13 peutêtre laissé en place sur la conduite 4.

De préférence, le collier 13 est fixé à l’avance sur laligne flexible 4 en une position telle que la longueur de ligneflexible entre le collier et l’embout 8 soit suffisante pour que lecollier se trouve écarté d’une certaine distance par rapport àl’extrémité arrière du raidisseur. lorsque, une fois l’opération detraction terminée, l’embout 8 est définitivement connecté à unorgane de raccordement de la plateforme-support tel qu’une bride 38(Figure 8). Cette disposition, illustrée par la figure 4, permetd’éviter que le collier 13 vienne heurter le raidisseur 6 lorsque,ultérieurement, la longueur de la conduite flexible 4 est amenée àvarier légèrement en fonction des conditions de service, par 10018 - 12 - exemple du fait de la pression interne dans la conduite, encoulissant à l’intérieur du raidisseur 6.

Pour réaliser l'installation dans ces conditions, on peut,par exemple, procéder de la façon suivante : on relève la conduiteflexible 4 au maximum, de sorte que le collier 13 venant pousser leraidisseur 6 avec la bride 12 contre la bride 11, l'encastrement duraidisseur 6 est réalisé par fixation des deux brides en regard parexemple par boulonnage, l'embout 8 se trouvant à un niveau un peusurélevé par rapport à la bride 38 à laquelle il doit êtreconnecté.

On réalise ensuite la connexion entre l'embout 8 et labride 38 en rabaissant légèrement la conduite flexible 4 quicoulisse au travers du raidisseur 6 ce qui permet d'écarter lecollier 13 par rapport au raidisseur.

En variante, il est possible de monter le collier 13solidarisé, de manière séparable, avec le raidisseur 6, par desorganes mécaniques de connexion aptes à être rompus de façon àpermettre le glissement relatif entre le raidisseur et la conduiteflexible une fois l'encastrement réalisé, le collier 13 étant depréférence fixé en avant du raidisseur 6. A cet effet, différents modes d'exécution sont possibles.

Ainsi, il est possible de relier le collier au raidisseurpar des organes tels que des câbles susceptibles d'être sectionnés,notamment par des plongeurs.

En variante, il est possible de prévoir des moyensccmmandables à distance pour réaliser cette séparation ou encore deréaliser entre le collier et le raidisseur une liaison séparablesous l'effet d'une traction sur la conduite tubulaire flexibleaprès réalisation de l'encastrement, du type par exemple desliaisons qui seront décrites plus loin en relation avec lesexemples de réalisation des figures .5 à 11.

On constate, en examinant le dessin, que le tube-guide 3utilisé dans le mode de réalisation illustré est de type "J tube”,c'est-à-dire un tube à dévers progressif. Ainsi, l'on comprend quel'invention n'est en aucune manière limitée à la mise en oeuvreavec un tube-guide vertical de type "T tube". - 13 -

On se réfère maintenant aux figures 5 à 8 qui illustrentun second exemple de réalisation de dispositif selon l’invention.

Dans cette réalisation, la pièce d’embouchure 15 en formede trompette est, contrairement à celle du mode de réalisationprécédent, montée à demeure à l'extrémité inférieure du tube-guide3.

Le raidisseur 16 est muni d'une bride de fixation 17susceptible de venir en appui sur une bride d’extrémité 18 prévue àl'extrémité de la pièce d'embouchure 15.

Dans ce mode de réalisation, le raidisseur 16 et la bride17 sont solidaires d'une partie tronconique male 19 qui estconstituée par une structure rigide, par exemple en tôle d'acier,entourant avec jeu la conduite flexible A, et dont la surfaceextérieure, continue ou discontinue, constitue une portéed'encastrement, de forme générale tronconique, qui correspond àcelle de l'évidement tronconique femelle 20 de la pièced'embouchure 15. De préférence, les surfaces en regard des partiestronconiques, respectivement mâle et femelle, 19 et 20 forment dessurfaces géométriques réglées et axisymétriques. Avantageusement,ces surfaces sont en forme de cônes de révolution de même angle.

La pièce d'embouchure 15 comporte une pluralité decliquets 21, poussés par des ressorts 22, et aptes à coulisser dansdes boîtiers 23 disposés radialement: dans un même planperpendiculaire à l’axe du passage cylindrique central que présentela pièce 15 et dans lequel doit être logée la conduite flexible A.

Pour l'engagement des cliquets 21, il est prévu une gorge2A dans la surface extérieure d'une partie antérieure qui prolongela partie tronconique mâle 19 et qui constitue une structure rigidesolidaire de cette partie tronconique mâle 19. Cette partieantérieure présente un passage central, par exemple cylindrique, àl'intérieur duquel est disposée la conduite flexible A, et unesurface extérieure, de forme générale, par exemple cylindrique,telle qu'elle peut prendre place à l'intérieur de la partiesupérieure de la pièce d'embouchure 15. L’extrémité avant de la partie antérieure solidaire de lapartie tronconique mâle 19 comporte un élément 39 réalisé de façonà pouvoir être serré de manière fixe sur la conduite flexible A. 10018 - 14 -

Entre l’élément de serrage 39 et la gorge 24, la partie «intérieuresolidaire de la partie tronconique mâle 19 comporte une zone derupture 25 qui présente une valeur déterminée limitée de résistanceà l’effort axial de traction, de façon à pouvoir être rompuelorsque le câble 14 exerce une traction supérieure à la valeurlimite de résistance. La zone de rupture 25 peut être réaliséeselon tout principe connu, par exemple par un manchon cylindriqued'épaisseur réduite, un manchon cylindrique comportant unepluralité de trous d’un certain diamètre, ou une gorge, ou encorepluralité de goujons longitudinaux formant une cage cylindrique.

Pour réaliser l'engagement et l'immobilisation dans lapièce d'embouchure 15 de l'ensemble constitué par le raidisseur 16,la bride 17 et la partie tronconique mâle 19, comme cela seraexpliqué ci-après, on exerce une traction vers le haut, commeillustré aux figures 5 et 6, sur le câble de traction 14 remontantla conduite tubulaire flexible 4 par l'intermédiaire de son emboutd'extrémité 8, ledit ensemble étant ainsi simultanément entraîné,grâce à l'élément de serrage 39 solidement fixé sur la conduite 4. A un moment du déplacement l'embout d'extrémité 8 ayantpénétré dans la pièce d’embouchure 15 la conduite flexible 4 estguidée dans la portée tronconique femelle qui comme la pièced'embouchure 9 du mode de réalisation précédent permet de maintenirson rayon de courbure au-dessus de la valeur minimale admise.

Dans la suite du déplacement, la partie tronconique 19 à1'avant du raidisseur 16 parvient au niveau de la partietronconique femelle 20 de la pièce d'embouchure 15. Simultanément,les cliquets 21 s'engagent dans la gorge 24 immobilisant leraidisseur par rapport au tube-guide. Les cliquets peuventprésenter un profil dissymétrique permettant, en combinaison avecle profil de la gorge 24, l'engagement automatique dans le sens dela traction vers le haut, et le blocage du dispositif en sensopposé. Dans le mode de réalisation illustré par les figures 5 à 8,les cliquets 21 assurent l'immobilisation du raidisseur 16 de façonprovisoire, préalablement à son encastrement, de telle sorte que laréalisation de l'encastrement est rendue plus facile.Avantageusement, la largeur de la gorge 24 dans le sens de l'axe dela conduite flexible est légèrement supérieure à celle des cliquets 10018 - 15 - 21, le jeu longitudinal résultant permettant d'assurerl’encastrement de façon plus facile et plus solide. Les brides 17et 18 sont alors en regard, en début de contact ou à très faibledistance, sans toutefois être serrées.

En poursuivant la traction à l’extrémité de la conduitetubulaire flexible, on provoque, comme illustré à la figure 7,l’arrachement de la zone de rupture 25, la conduite tubulaireflexible 4 pouvant coulisser à l’intérieur du tube-guide 3 jusqu'àsa position finale de raccordement avec la plateforme support,l’embout terminal 8 étant connecté à l’organe de raccordement, telque la bride 38, solidaire de la plateforme (figure 8).

Pour réaliser l’encastrement, il est prévu selonl’invention, dans le cas de la variante illustrée par les figures 5à 8, un collier de serrage 26 comprenant deux mâchoires articuléesautour de la pièce d’embouchure 15, aptes à venir coiffer lesbrides en regard 17 et 18, le profil périphérique des brides et leprofil périphérique des mâchoires, étant: adaptés pour, lors del'application du collier sur les brides, provoquer par effet decoin un mouvement axial des brides l’une vers l’autre de manière àamener en contact serré les parties tronconiques 19 et 20respectivement solidaires du raidisseur et de la pièced’embouchure. De préférence, l'une au moins des brides et la partiecorrespondante du collier 26 présentent un profil périphérique enforme de rampe permettant d'obtenir, grâce à un effort de serragedu collier relativement faible, une force de compression axialesuffisante entre les parties tronconiques mâle et femelle 19 et 20de façon à réaliser un encastrement solide. Le collier 26 peut êtreun organe indépendant des autres éléments du dispositif, ou il peutêtre porté par l'ensemble constitué par le raidisseur 16 et lapartie tronconique mâle 19, ou encore, ainsi qu’illustré dans lavariante avantageuse des figures 5 à 8, il peut être supporté parla pièce d'embouchure 15.

On assure ainsi entre le raidisseur et le supportd’encastrement constitué par la pièce d'embouchure à l'extrémitéinférieure du tube-guide, un encastrement très efficace grâce àl'effet d'emboîtement conique entre les portées tronconiques 19 et20 complémentaires. 10018 - 16 -

Il est à noter que la fonction de serrage par l’extérieurréalisée par le collier 26 a essentiellement pour effet d'assurerla reprise des efforts axiaux, relativement faibles, et non pasd'assurer une résistance aux moments de flexion appliqués par laconduite tubulaire flexible et transmis par le raidisseur 16. Cesmoments de flexion qui sont, dans la pratique très importants, sontdirectement repris par la coopération en correspondance de formes,au niveau de l'emmanchement conique des portées 19 et 20. L'opération de fermeture des mâchoires du collier deserrage 26, qui permet, ainsi que décrit ci-dessus, d'assurer à lafois le serrage et le verrouillage, réalisant l’encastrementdéfinitif des portées d'encastrement 19 et 20, peut être réaliséedès que les cliquets 21 sont en place dans la gorge 24, ou bienencore, alternativement, une fois la conduite flexible 4 mise enplace et l'embout 8 raccordé à la plateforme.

Dans la variante de réalisation illustrée aux figures 9 à11, il est prévu, pour le serrage par l'extérieur, dans la partietronconique 19 solidaire du raidisseur, une gorge 27 apte àrecevoir des poinçons de serrage 28 aptes à coulisser radialementdans une collerette de guidage 29 montée sur la pièce d'embouchure15. Les différents poinçons 28 sont susceptibles d'être déplacésradialement pour venir s'engager dans la gorge 27 sous l'actiond'une bague rotative 30 munie de surfaces en forme de rampes 31, larotation de la bague autour de l'axe de la partie tronconique 20entraînant radialement des poussoirs 32 entraînant les poinçons deserrage.

La rotation de la bague peut être réalisée par tout moyenapproprié, notamment par tire-forts, vérins, engrenages droits ouvis tangente, ou encore par des moyens télécommandés depuis lasurface. L'emplacement des poinçons de serrage dans la partietronconique femelle est déterminée de telle sorte que, comme dansle mode de réalisation précédent, la coopération des surfaces enforme de rampes de la gorge 27 et des poinçons 28 qui agissent à lafaçon de clavettes de serrage provoque par effet de coin, unmouvement axial final de rapprochement des surfaces tronconiques enregard respectivement solidaires du raidisseur et de la pièce 10018 - 17 - d’embouchure pour réaliser un encastrement exact et solide encorrespondance de formes des pièces correspondantes.

Des cliquets (non illustrés), en coopération avec la gorge24, assurent au préalable la fonction de retenue, de la même façonque dans le mode de réalisation précédent.

Dans le mode de réalisation des figures 12 et 13, unepièce d'embouchure 33 est fixée à demeure sur un tube cylindrique40 formant l'extrémité inférieure du tube-guide 3. Le raidisseur 6est solidarisé par sa bride d’extrémité 12 avec la brided’extrémité arrière 34 d’une pièce cylindrique 35 dont le diamètreextérieur correspond avec un faible jeu au diamètre intérieur dutube 40 pour réaliser un encastrement en correspondance de formes àl’intérieur du tube 40.

La pièce 35 en forme de manchette cylindrique présente unepartie d’extrémité conique 36 et est réalisée de préférence en deuxdemi-coquilles rigides comportant des moyens de serrage 37 sur laconduite tubulaire flexible 4.

La pièce 35 est ainsi solidement fixée sur la conduite 4et assure, de façon non libérable, l'immobilisation du raidisseursur cette dernière à distance déterminée de l’embout 8.

Il vient d'être mentionné que, par suite de la tractionexercée sur la conduite flexible, la manchette 35 solidaire duraidisseur réalise un encastrement en correspondance de formes avecle tube cylindrique 40 formant l'extrémité inférieure du tube-guide3.

Il convient cependant de remarquer que, compte-tenu destolérances sur le diamètre de fabrication de la conduite tubulaireflexible et de la nature des moyens de serrage des deuxdemi-coquilles de la manchette 35 sur la conduite tubulaireflexible, il est peu probable que la manchette assemblée présente àla fois une section droite parfaitement circulaire et un diamètrecirconscrit exactement prévisible.

En outre, le tube 40 constituant l’extrémité du tube-guide3 a ses propres tolérances de fabrication et peut avoir étélocalement déformé, notamment par soudure ou diverses manipulations.

De ce fait, dans la pratique, on prévoit un certain jeuentre le diamètre extérieur de la manchette 35 et le diamètre 10018 - 18 - intérieur de la partie cylindrique inférieure 40 du tube-guide. Onréalise ainsi, entre l’ensemble constitué par le raidisseur 6 et lamanchette 35 immobilisés sur la conduite flexible 4, d'une part,et, d'autre part, le support d'encastrement constitué par le tubecylindrique 40 avec la pièce d'embouchure évasée 33, un encastraientnon pas intégral, mais partiel, du type encastrement paremmanchement cylindrique ainsi qu’il a été décrit ci-dessus. Un telencastrement bloque les effets de flexion et les effets d'appuiradial, tout en permettant le coulissement: axial relatif entre lesdeux ensembles, présentant ainsi l’avantage que les variations delongueur de la conduite tubulaire flexible en fonction desvariations de pression interne dans la conduite sont librementabsorbées.

Dans les cas où ce dispositif risquerait d'être affectépar des effets nuisibles de matage en permanence, il est possibled’intercaler une couche intermédiaire de matériau tampon apte àamortir les chocs dans l'espace annulaire entre la manchette 35 etle tube 40.

On se réfère maintenant aux figures 14 et 15.

De même que dans le mode de réalisation illustré dans lesfigures 9 à 11, le raidisseur 16 constitue la partie postérieured'un ensemble qui présente un passage central axial pour laconduite flexible 4 et qui comporte une partie tronconique mâle 19rigide, ainsi qu'une partie antérieure dont l’extrémité frontalecomporte un élément 39 pouvant être serré de manière fixe à lafaçon, d'un collier sur la conduite 4 et constituant ainsi un moyend’immobilisation dudit ensemble solidaire du raidisseur 16. Entrela partie tronconique 19 et l'élément de serrage 39, la partieantérieure comporte une zone de rupture 25 telle que décriteci-dessus. Dans la réalisation des figures 14 et 15, la surfaceextérieure de la partie tronconique 19 comporte une partieannulaire en creux 41 dont le contour présente, dans sa partieantérieure, une portée conique 42.

En tirant depuis la plateforme-support, le câble detraction 14, dont l'extrémité est connectée à l'embout terminal 8de la conduite 4 et qui passe dans l’ouverture centrale quecomporte la pièce d’embouchure 15 solidaire de la plateforme 1 au 10018 - 19 - voisinage de sa partie inférieure, on provoque la remontée de laconduite flexible A et de l’ensemble solidaire du raidisseur 16 quireste immobilisé sur la conduite flexible, pendant la premièrephase de l'opération de traction, par l'intermédiaire de l’élémentde serrage 39.

La pièce d’embouchure 15, qui peut constituer la partieinférieure d’un tube-guide 3, comporte une partie tronconiquefemelle 20 définissant une surface intérieure conique qui est encorrespondance de formes avec la surface extérieure enveloppée parla partie tronconique mâle 19. Une pluralité de loquets ou chiensA3, par exemple au nombre de trois, sont disposés à l’intérieur deboîtiers AA où ils sont guidés de manière à pouvoir être mobiles entranslation selon des axes radiaux par rapport à l’axe longitudinalde la partie tronconique 20. Des ressorts A5 poussent les loquetsA3 vers le centre. La partie frontale, dirigée vers l’axe desloquets présente, dans un plan méridien passant par ledit axelongitudinal du dispositif, un contour extérieur en forme de coinA6.

Au repos, les loquets A3, poussés par les ressorts A 5,sortent partiellement des boîtiers AA, et leur extrémité frontaLese trouve en dépassement à l’intérieur de la surface interne de lapartie tronconique femelle 20, comme il apparaît dans la moitiégauche de la figure 15 A. L’opération de traction étant poursuivie, la partietronconique mâle 19 pénètre à l’intérieur de la partie tronconiquefemelle 20 et vient en contact avec la partie frontale A6 desloquets A3, au niveau de la portée conique A7 de la partietronconique mâle 19 qui est située juste en avant de la partie encreux Al. La zone concernée de la partie frontale A6 (ligne entirets sur la moitié droite de la figure 15A) présente un profil encame tel que les loquets A3 sont repoussés à l’intérieur desboîtiers AA en comprimant les ressorts A5, de façon à dégager lasurface intérieure de la partie tronconique femelle 20 (ligne entrait plein sur la moitié droite de la figure 15A). Lorsque lesparties tronconiques, respectivement mâle et femelle 19 et 20,arrivent en appui l’une sur l’autre à la fin de la première phasede l’opération de traction, les loquets A3 se trouvent alors en 10018 - 20 - face de la partie en creux 41 dans laquelle ils pénètrent sousl’action des ressorts 45, pour se trouver à nouveau en positionsortie comme illustré sur la moitié gauche de la Figure 15A. Lazone active de la partie frontale 46 des loquets 43, qui est lazone antérieure du côté du sommet des formes coniques 19 et 20,présente un profil en came tel que les loquets 43, en pénétrant àl’intérieur de la partie en creux 41, prennent appui sur la portéeconique 42, La pénétration radiale des loquets 43 qui agissent à lafaçon de clavettes de serrage, détermine ainsi par effet de coin uneffort de serrage axial permettant un encastrement solide de lapartie tronconique mâle 19 solidaire du raidisseur 16 dans lapartie tronconique femelle 20.

On comprend que, dans ce mode de réalisation, les loquets43 remplissent, à la fois et successivement, en coopération avec lapartie en creux 41 et la portée conique 42, d’une part la fonctionde retenue provisoire du raidisseur assurée, par exemple, par lescliquets 21 s'engageant dans la gorge 24 clans le cas de la variantedes figures 5 à 8, ou de la variante des figures 9 à 11, et,d'autre part, la fonction de serrage des organes d'encastrement quiétait réalisée par le collier 26 avec les brides 17 et 18 dans lecas de la variante des figures 5 à 8, et par les poinçons 28pénétrant dans la gorge 27 dans le cas de la variante des figures 9à 11.

Le dispositif est ensuite verrouillé définitivement dansla position d'encastrement ainsi réalisée. A cette fin, on peututiliser divers moyens mécaniques connus permettant, indépendammentde l'action des ressorts 45, de bloquer de façon irréversible lesloquets 43 contre la portée conique 42 en regard. Dans le casillustré par la figure 15, on utilise des boulons 48 dirigés selonle même axe radial des boîtiers 44 que les loquets 43, et qui sontpoussés en appui contre la face postérieure des loquets 43 parvissage dans des écrous 49 solidaires des boîtiers 44. Le vissagedes boulons 48 peut être réalisé, par exemple, par un robotsous-marin télécommandé tel qu'un ROV (Remote Operated Vehicle). Envariante, le blocage des loquets 43 peut être réalisé par desdoigts, similaires aux poinçons de serrage 28 illustrés par lesfigures 10 et 11, et qui sont poussés sous l’effet de la rotation 10018 - 21 - d'une bague rotative présentant des surfaces en forme de rampesanalogues aux rampes 31 de la bague 30. Alternativement, on peututiliser une bague rotative présentant des surfaces en forme derampes qui constituent une surface cylindrique ou conique autour del'axe longitudinal de la partie tronconique 20, et non pasinscrites dans un plan radial, dans ce cas, les rampes peuventagir, toujours par effet de coin, sur une face latérale de lapartie arrière des loquets présentant une pente d'angle convenable.Il est possible également, de réaliser de tels dispositifsentièrement télécommandés depuis la surface, par exemple enutilisant des organes de motorisation hydraulique.

Lorsque l'encastrement du dispositif de raccordement estréalisé, et le verrouillage effectué, il est possibled'entreprendre la deuxième phase de l'opération de traction. Enreprenant la traction sur le câble 14, on commence par provoquer larupture de la zone 25, ce qui permet de libérer la conduiteflexible 4 par rapport à l'ensemble solidaire du raidisseur 6 quireste définitivement encastré sur le support d'encastrement 15,l'élément de serrage 39 restant fixé sur la conduite. On peut alorsterminer l'opération de remontée de la conduite flexible jusqu'auraccordement de l'embout 8 avec l'organe 38, telle qu'une bride, àbord de la plateforme.

Il est possible, sans sortir du cadre de l'inventiond'installer le dispositif d'encastrement du raidisseur dans lapartie supérieure de la plateforme-support: à laquelle est raccordéela conduite flexible, au-dessus du niveau de la mer, et non pas,comme décrit ci-dessus, en position immergée au voisinage de lapartie basse de la plateforme. Dans ce cas, la longueur du tronçonterminal de la conduite flexible entre son embout d'extrémité et ledispositif d'encastrement du raidisseur est relativement réduite,mais l'embout reste séparé de la zone d'encastrement.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec unmode de réalisation particulier, il est bien entendu évidentqu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter toutesmodifications désirables sans sortir pour autant ni de son cadre nide son esprit.

Claims (13)

10018 - 22 - REVENDICATIONS

1 - Dispositif de montage d’une ligne flexible sur unestructure, comportant un organe rigide creux, faisant partie deladite structure ou fixé sur ladite structure, et que traverse laligne flexible après avoir été tirée à l’aide d’un câble detraction fixé à une extrémité de ladite ligne flexible, enparticulier sur l’embout d’extrémité monté sur celle-ci pour sonraccordement à ladite structure, et un limiteur de courbure engagésur ladite ligne flexible et solidaire de moyens de fixation aptesà coopérer avec des moyens de fixation solidaires dudit organerigide creux pour réaliser un encastrement du limiteur de courburesur ladite structure, caractérisé par le fait qu’il comprend desmoyens (13,35,39) pour immobiliser le limiteur de courbure (6, 16)sur ladite ligne flexible (4) à distance de ladite extrémité decelle-ci pendant une première phase de traction de la ligneflexible à la fin de laquelle le limiteur de courbure est amené auniveau de la zone d'embouchure dudit organe rigide creux (3,40) envue de son encastrement, ledit organe rigide creux comportant aumoins pendant ladite première phase de traction une pièced'embouchure évasée (9,15,33).

2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé parle fait que les moyens (13, 39) pour immobiliser le limiteur decourbure sur la ligne flexible pendant ladite première phase detraction sont bloqués axialement sur la ligne flexible et sontlibérables dudit limiteur de courbure après immobilisation decelui-ci.

3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé parle fait que lesdits moyens d’immobilisation libérables comportentun organe tel qu’un collier (13) immobilisé axialement sur la ligneflexible en arrière du limiteur de courbure (6) , ledit limiteur decourbure étant en appui contre ledit collier pendant laditepremière phase de traction.

4 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé parle fait que lesdits moyens d’immobilisation libérables (39) sontsolidaires du limiteur de courbure (16) pendant ladite premièrephase de traction et sont reliés à lui par une zone de rupture (25) 10018 - 23 - présentant une valeur déterminée limitée de résistance à l'effortde traction axial.

5 - Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2à 4, caractérisé par le fait que le limiteur de courbure est montésur la ligne flexible de manière à permettre, après libération desmoyens d'immobilisation (13, 39) du limiteur de courbure, uncoulissement de la ligne flexible par rapport à ce dernier.

6 - Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1à 5, caractérisé par le fait que la pièce d’embouchure évasée (9)est séparable après réalisation de l’encastrement.

7 - Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1à 5, caractérisé par le fait que la pièce d’embouchure évasée(15,33) est fixée à demeure sur l’organe rigide creux.

8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6et 7, caractérisé par le fait que l’encastrement du limiteur decourbure est réalisé par engagement en correspondance de formes deportées (19,47,35 ; 20,40) en regard solidaires respectivement dulimiteur de courbure et dudit organe rigide creux.

9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé parle fait qu'il comprend des moyens de serrage (26 ; 27,28 ;43,41 ) pourappliquer lesdites portées en appui mutuel.

10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé parle fait qu’il comprend des moyens de retenue (21,24) pourimmobiliser le limiteur de courbure (16) par rapport à l’organerigide creux avant mise en oeuvre des moyens de serrage (26,27,28).

11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8à 10, caractérisé par le fait que lesdites portées (19,47 ; 20)sont tronconiques et réalisées respectivement sur le limiteur decourbure et la pièce d'embouchure évasée.

12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9et 10, caractérisé par le fait que lesdites portées sontcylindriques.

13. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par lefait que lesdites portées (35,40) sont cylindriques et présententun jeu radial permettant un coulissement axial entre elles.