OA10179A - Plate-forme pétrolière de forage ou d'exploitation en mer pourvue de moyens perfectionnés d'ancrage dans le sol marin - Google Patents

Plate-forme pétrolière de forage ou d'exploitation en mer pourvue de moyens perfectionnés d'ancrage dans le sol marin Download PDF

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Description

010179 1
La présente invention est relative aux plate-formes pour forage pétrolier et se rapporte plus particu-lièrement mais non exclusivement à des plate-formes auto-élévatrices de forage, et/ou de production en mer.
Les plate-formes pour réaliser des forages enmer comportent des jambes qui sont posées directement surle fond marin jusqu'à des profondeurs de 10C m environ.Cependant pour un long séjour correspondant à la duréenormale d'une campagne de production, les jambes d'uneplate-forme doivent être solidement ancrées dans le fondmarin et il est nécessaire afin d'en consolider lesfondations, de fixer chacun des pieds de la plate-forme aumoyen de pieux profondément enfoncés dans le sol ce qui,compte-tenu de la dimension de tels pieux, est une opéra-tion longue et coûteuse car elle nécessite l'interventionde. matériels lourds et dont le coût d'exploitation estextrêmement élevé. L'invention vise à remédier aux inconvénientsdes techniques connues, en créant une plate-forme pétro-lière de forage ou d'exploitation en mer dont le coûtd’installation sur un site marin est considérablementréduit et n'est pas sensible aux risques d'affouillementet d'affaissement.
Elle a donc pour objet une plate-forme pétro-lière de forage ou d'exploitation en mer comprenant unecoque portée par des jambes pourvues de pieds destinés àprendre appui sur le fond marin, caractérisée* en ce queles parois de chacune des jambes délimitent un espacedébouchant sur le pied correspondant et dans lequel sontescamotés des pieux d'ancrage de la jambe portés par lepied, chaque jambe étant en outre munie à sa partiesupérieure de moyens de support à l'aplomb desdits pieuxà l'intérieur de l'espace ménagé par les parois de lajambe, d'un dispositif d'enfoncement desdits pieux dans lesol marin. 010179 2
Selon une caractéristique de l’invention, lespieux d'ancrage sont portés par un support faisant partiedu pied et séparable de celui-ci.
Selon une autre caractéristique de l'invention,chaque jambe est pourvue de moyens de guidage des pieux aucours de leur enfoncement.
Selon une autre caractéristique de l'invention,chaque pied porte en outre, des pieux d'ancrage périphéri-ques destinés à supporter les efforts de basculement subispar la plate-forme notamment sous l'effet de la houle. L'invention sera mieux comprise* à la lecture dela description qui va suivre, faite en référence auxdessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et surlesquels :
La fig.l est une vue schématique en perspectived'une plate-forme pétrolière suivant l'invention ;
La fig.2 est une vue schématique à plus grandeéchelle, en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 3,montrant plus en détail les piaux d'ancrage équipantchaque jambe de la plate-forme suivant l'invention ;
La fig.3 est une vue en plan du pied de la jambede plate-forme de la fi.g.2 ; et,
La fig.4 est une vue partielle en perspectived'un dispositif d'enfoncement de pieux équipant tour àtour les jambes d'une plate-forme afin d'assurer l'ancragede celles-ci dans le sol marin.
On a représenté sur la fig.l une plate-forme deforage pétrolier pouvant être soit fixe soit auto-éléva-trice et comportant une coque 1 portée sur trois jambes 2réalisées sous forme de treillis de poutrelles métalliqueset présentant chacune une section triangulaire.
Chacune des jambes 2 est pourvue à son extrémitéinférieure d'un pied massif, 3 en forme de disque ou detriangle supportant la jambe 2 dans sa partie centrale etpourvu d'un support séparable 4 constitué par un disque* 3 01 01 7.9 central de plus faible diamètre et portant des pieux d'an-crage 5 logés dans l'espace délimité par les parois de lajambe 2. Les pieux d'ancrage 5 sont des pieux de sectionimportante et sont destinés à supporter les effets de lacharge exercée sur les jambes par la masse de la plate-forme. A cet effet, les pieux 5 doivent être ancrés pro-fondément dans le sol marin.
Pour assurer cette opération chaque jambe 2comporte à son extrémité supérieure opposée au pied 3 unecage 7 également réalisée en poutrelles métalliques etdestinée à supporter à l'aplomb des pieux d'ancrage 5 unmarteau 8 de type hydraulique suspendu à la cage 7 aumoyen d'un câble 9 d'une manière qui sera décrite plus endétail en référence à la fig 4. Afin d'absorber lesefforts de basculement qui se matérialisent par desmoments, chaque pied 3 en forme de disque ou de trianglecomporte à sa périphérie des saillies radiales 10 dispo-sées à 120° et portant des pieux d'ancrage 12 de plusfaible section que les pieux d'ancrage principaux 5, cespieux périphériques pouvant être enfoncés soit à l'aided'un matériel mobile plus léger que le matériel classiqueutilisé pour la mise en place de pieux d'ancrage soit àl'aide du marteau 8 porté par des moyens qui serontégalement décrits en référence à la fig. 4.
Chacune des jambes 2 est équipée de moyens 14pour le guidage des pieux d'ancrage situés dans l'espaceménagé par les parois de la jambe 2. Ces moyens de guidagepeuvent être constitués par une plaque occupant unesection transversale de chaque jambe et pourvue d'orificesaxiaux en nombre égal au nombre de pieux d'ancrage 5 quecomporte chaque jambe. Dans le présent mode de réalisa-tion, chaque jambe comporte trois pieux d'ancrage princi-paux 5 et six pieux d'ancrage périphériques. 010179 4 L'une des jambes cle la plate-forme suivantl'invention est représentée partiellementr plus en détailet à plus; grande échelle à la fig.2..
On voit sur cette figure que le pied en forme dedisque comporte dans sa partie centrale un logement 16pourvu d'un épaulement 17 destiné à coopérer avec un épau-lement complémentaire 18 prévu sur le support 4 pour lespieux d'ancrage 5 avec interpositions de vérins hydrau-liques 20 régulièrement répartis à la périphérie du sup-port 4 et destinés à être maintenus sous pression au débutdes opérations de mise en place et en particulier pendantles opérations d'enfoncement des pieux d'ancrage princi-paux 5 et à être relâchés pour que la charge de chacunedes jambes soit transmise par le disque 3 au support 4après la mise en place des pieux d'ancrage périphériques12. A son extrémité destinée à coopérer avec lemarteau 8, chaque pieu d'ancrage 5 qui est de formetubulaire comporte un embout 22 de réception des chocs dela masse du marteau 8.
Les pieux d'ancrage traversent la plaque deguidage 14 par des passages axiaux munis de manchons 24prévus dans celle-ci à l'aplomb des emplacements des pieux5 dans leur support 4. La plaque de guidage 14 est fixéeaux montants 26 de la jambe 2.
Les pieux d'ancrage principaux 5 sont montésdans des alésages axiaux 28 du support 4 avec interposi-tion de dispositifs 30 d'immobilisation axiale des pieuxou piles 5 par rapport au support 4, constitués parexemple par des manchons rendus solidaires du pied etpourvus intérieurement de moyen? appropriés non (représen-tés) de blocage des pieux d'ancrage par rapport aux man-chons .
Les pieux d'ancrage centraux ou piles 5 sontconçus pour supporter chacun 3 à 4000 tonnes alors que les 010173 piles périphériques 12 supportent chacune 1000 tonnesenviron. On conçoit donc que ces dernières peuvent avoirdes dimensions plus modestes que celles des piles centra-les et de ce fait qu'elles sont plus faciles à poser sansnécessiter l'emploi de matériels lourds.
Les pieux d'ancrage ou piles périphériques 12sont disposés dans des orifices du disque 3 formant piedpourvus chacun d'un collier de serrage 10 fixé radialementau disque 3 par des moyens de fixation destructibles telsque par exemple des boulons explosifs non représentés etdestinés à permettre lors du retrait de la plate-forme deséparer Le pied 3 de celle-ci par rapport à ses pieuxd'ancrage périphériques 12.
On voit sur la fig.3 que chaque jambe de laplate-forme suivant l'invention a en section transversaleune forme de triangle équilatéral. Les pieux d'ancrageprincipaux sont disposés eux aussi selon un triangle équi-latéral intérieur à l'espace défini par les parois latéra-les de la jambe 5. Les pieux d'ancrage périphériques 12sont, eux, disposés à 120° en regard des sommets du trian-gle équilatéral défini par la section transversale de lajambe 2. Bien entendu, l'invention s'applique également àdes jambes de plate-forme qui auraient des sections diffé-rentes, notamment des jambes tubulaires de section circu-laire.
En revenant à la fig.l on voit que chaque jambe2 de la plate-forme suivant l'invention comporte à sonextrémité, opposée au pied, une cage 7 de réception et desupport pour un marteau 8 d'enfoncement des pieux d’an-crage centraux 5.
Cette cage est de forme générale prismatique..Elle est réalisée à l'aide d'un treillis de poutrellesmétalliques et au moins une de ses faces tournée versl'intérieur de la coque 1 présente un passage 40 dedimensions suffisantes pour laisser passer le marteau 8 010179 6 afin d'en assurer la mise en place par rapport à la jambe2 dont il doit enfoncer les pieux d’ancrage ou piles 5 etle retrait à l’aide de moyens de levage et. de manutentionécjuipant la plate-forme (non représentés) pour le transfé-rer vers une autre jambe de celle-ci. Chacune des cages 7a, à sa partie supérieure libre, un rail circulaire 42fixé aux extrémités des montants verticaux 43 de la jambecorrespondante et sur lequel, comme on le voit mieux à lafj.g.4, est montée déplaçable angulairement une premièrepoutre ou flèche 44 au moyen de daux chariots 45 diamétra-lement opposés roulant sur le rail circulaire.
Au-dessous de la poutre 44 est montée au moyend’une entretoise 46 une seconde poutre 47 de longueurs'inscrivant dans le diamètre intérieur du rail circulaire42 et sur laquelle est monté déplaçable un chariot 48 au-quel est accroché le câble 9 de suspension du marteauhydraulique 8 qui comporte un conduit 50 d'alimentation enfluide hydraulique relié à une source de fluide souspression portée la coque 1 (non représentée)..
On voit donc que grâce à l'agencement décrit enréférence à la fig.4, sous l'effet de mouvements combinésde la poutre 44 et du chariot 48, le marteau 8 peut êtreplacé successivement à l'aplomb des trois pieux ou pilesd’ancrage centraux 5 pour assurer leur enfoncement..
La poutre 44 déplaçable angulairement sur lerail circulaire 42 comporte à une de ses extrémités unprolongement 52 engagé de façon télescopique dans lapoutre 44 et portant à son extrémité libre un câble 54pourvu d'un crochet 56 de suspension du marteau hydrauli-que 8 afin de permettre d'utiliser ledit marteau égalementpour assurer l'enfoncement des pieux d'ancrage périphéri-ques 12.
La poutre 44 porte en son milieu un mât 58 dont l'extrémité supérieure est reliée aux extrémités de la poutre 44 par des haubans 60, 010179 7
Le déplacement angulaire de la poutre 44 sur sonrail 42 permet à son prolongement 52 d'atteindre toutpoint de la périphérie du pied 3 correspondant et enparticulier de se trouver successivement à l'aplomb despieux périphériques 12. Pour atteindre les pieux setrouvant au-dessous de la coque 1, celle-ci comporteassocié à chaque jambe un passage 62 à travers lequel onpeut faire descendre le marteau 3 ( Fig . 1 )..
Le marteau 8 ainsi que ses moyens de montage etde suspension constitués par la poutre 44 et les chariots45 sont démontables et transférables après la fin d'uneopération d'enfoncement de pieux d'ancrage d'une jambe 2vers la cage 7 d'une autre jambe.
La masse d'un tel ensemble y compris le marteaupeut atteindre une centaine de tonnes et on peut doncenvisager sa manutention à l'aide d’un équipement delevage existant sur une plate-fcrme pétrolière moyennantéventuellement un léger accroissement de sa puissance.
On peut également util?Lser pour le transfert del'ensemble du marteau un dispositif de transfert à câbleque l’on tend entre deux cages. L'agencement qui vient d'être décrit peut êtreutilisé aussi bien pour une plate-forme à jambes fixes quepour une plate-forme auto-élévatrice. Dans ce dernier cas,lorsque la plate-forme se trouve en position de remorqua-ge, la coque 1 flottant alors et les jambes 2 étant enmajeure partie hors de l’eau, les pieux périphériques 12qui se trouvent normalement au-dessous de La surface de lacoque sont engagés dans les passages 62 ménagés danscelle-ci,
Les autres pieux d'ancrage périphériques 12 setrouvent à l'extérieur de l'encombrement de la coque 1.
On voit que grâce à l'agencement de l’invention,il est possible de mettre en place une plate-forme pétro-lière d'exploitation en mer en faisant appel principale- 010179 8 ment voire uniquement à des équipements se trouvant à bordde la plate-forme, et en tout cas en utilisant des maté-riels extérieurs relativement peu importants pour la posedes pieux d'ancrage périphériques 12..
On conçoit par conséquent qu'il s'ensuit pourl'utilisateur de la plate-forme une économie importante etqu'il n'est plus tributaire de l'intervention d'un tierspour assurer la mise en place de sa plate-forme.
Pour le retrait de la plate-forme,, à la find’une opération de forage ou d'exploitation, on procède àla séparation des pieds 3 en forme de disques par rapportaux pieux périphériques 12 en détruisant les moyens defixation qui assurent la liaison des colliers 10 auxdisques 3. Par ailleurs, 1'épaulement central 17 du pied3 en forme de disque 3 étant tourné vers l'intérieur etsitué au-dessus de 1'épaulement complémentaire 18 dusupport des pieux d'ancrage 5 tourné vers l'extérieur,rien ne s'oppose au relèvement des jambes 2 soit par desmoyens mécaniques portés par la coque s’il s'agit d’uneplate-forme auto-élévatrice, soit par tout autre moyen delevage s'il s'agit d'une plate-forme à jambes fixes.
Les pieux d'ancrage principaux 5 et les pieuxpériphériques 12 restent fichés dans le sol après retraitde la plate-forme.

Claims (14)

  1. 9 010179 REVENDICATIONS
    1. Plate-forme pétrolière de forage ou d'exploi-tation en mer comprenant une coque ( 1 ) portée par desjambes (2) pourvues de pieds (3) destinés à prendre appuisur le fond marin, caractérisée en ce que les parois dechacune des jambes (2) délimitent un espace débouchant surle pied (3) correspondant et dans lequel sont escamotésdes pieux d'ancrage (5) de la jambe portés par le pied,chaque jambe (2) étant en outre munie à sa partie supé-rieure de moyens (7) de support à l'aplomb desdits pieuxà l'intérieure de l'espace ménagé par les parois de lajambe (2) d'un dispositif d'enfoncement des dits pieuxdans le sol marin.
  2. 2. Plate-forme suivant la revendication 1,caractérisée en ce que les pieux d'ancrage sont portés parun support (4) faisant partie du pied (3) et séparable decelui-ci.
  3. 3. Plate-forme suivant l'une des revendications1 et 2, caractérisée en ce que chaque jambe (2) estpourvue de moyens (14) de guidage des pieux (5) au coursde l'enfoncement.
  4. 4. Plate-forme suivant l'une dés revendications 1 et 3, caractérisée en ce que chaque pied (3) porte enoutre, des pieux d’ancrage périphériques (12) destinés àsupporter les efforts de basculement subis par la plate-forme notamment; sous l'effet de la houle.
  5. 5. Plate-forme suivant l’une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que chèque pied (3) est en formede disque et le support (4) pour les pieux d'ancrage (5)comporte un disque de plus petit diamètre que le pied (3)et comporte un épaulement (18) dirigé vers l'extérieuralors que le pied (3) comporte un logement (16) pour lesupport (4) pourvu d'un épaulement (17) dirigé versl'intérieur, situé au-dessus de 1'épaulement (18) dusupport (4). 010179 ίο
  6. 6. Plate-forme suivant la revend i cation 5,caractérisée en ce que des vérins hydrauliques (20)destinés à être, relâchés après la pose des pieux d'ancrage(5) logés dans les jambes (2) sont interposés entre lesépaulements respectifs (17, 18) du pied (3) et: du support (4) et régulièrement répartis à la périphérie duditsupport.
  7. 7. Plate-forme suivant l'une des revendications1 à 6, caractérisée en ce que chaque pieu d'ancrage (5)logé dans une jambe (2) est associé à un dispositif (30)d'immobilisation axiale du pieu par rapport au support (4)après enfoncement du pieu dans le sol.
  8. 8. Plate-forme suivant l'une des revendications3 à 7, caractérisée en ce que les moyens de guidage despieux d'ancrage (5) à l'intérieur des jambes (2) compren-nent une plaque de guidage (14) pourvue de passages axiauxmunis de manchons (24) prévus dans celle-ci à l'aplomb desemplacements des pieux (5) dans leur support ( 4 ).
  9. 9. Plate-forme suivant l'une des revendications1 à 8, caractérisée en ce que les moyens de support dudispositif d'enfoncement desdits pieux dans le sol compor-tent une cage (7) prévue à l'extrémité de: chaque jambe (2)opposée à son pied (3) ladite cage comportant â son extré-mité libre un rail circulaire (42) fixé aux montants ver-ticaux (43) de la jambe; (2) sur lequel est montée dêplaça-ble angulairement une première poutre (44) à laquelle estfixée une seconde poutre (47) de longueur s'inscrivantdans le diamètre intérieur du rail circulaire (42) et surlaquelle est monté déplaçable un chariot (48), un câble(9) de suspension du dispositif d'enfoncement (8) étantsupporté par ledit chariot.
  10. 10. Plate-forme suivant, la revendication 9,caractérisée en ce que la cage (7) comporte; sur une aumoins de ses faces tournée vers l’intérieur de la coque( 1 ) un passage. (40) de; dimensions suffisantes pour laisser 010179 11 passer le dispositif (8) d'enfoncement des pieux (5) afind’en assurer la mise en place par rapport à la jambe dontil doit enfoncer les pieux d'ancrage et le retrait pour letransférer vers une autre jambe de la plate-forme.
  11. 11. Plate-forme suivant l'une des revendications1 à 10, caractérisée en ce que le dispositif d'enfoncementest un marteau hydraulique (8).
  12. 12. Plate-forme suivant l'une des revendications9 à 11, caractérisée en ce. que la première poutre (44)comporte à une extrémité un prolongement (52) engagé defaçon télescopique dans la poutre ( 44 ) et portant à sonextrémité libre des moyens (54, 56) de suspension dudispositif d'enfoncement (8) afin de permettre; d'utiliserce dispositif pour assurer également l'enfoncement despieux d'ancrage périphériques (12).
  13. 13. Plate-forme suivant la revendication 12,caractérisée en ce que la coque ( 1) comporte des passages(62) pour le dispositif d’enfoncement (8) afin de permet-tre l’enfoncement des pieux d'ancrage périphériques (12)se trouvant au-dessous de l'encombrement de la coque (1),lesdits passages ( 52 ) servant également à recevoir lespieux d'ancrage périphériques (12) correspondants enposition relevée des jambes; (2) lors du transport de laplate-forme vers son site de mise en place.
  14. 14. Plateforme suivant l'une des revendications9 à 13, caractérisée en ce que la première poutre (44) estreliée au rail de guidage circulaire (42) par des chariots(45) diamétralement opposés.
OA60703A 1994-08-30 1995-08-30 Plate-forme pétrolière de forage ou d'exploitation en mer pourvue de moyens perfectionnés d'ancrage dans le sol marin OA10179A (fr)

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