OA12007A - Support flottant comportant une cavité centrale comprenant une pluralité de compartiments. - Google Patents

Description

1 2007

La présente invention concerne généralement le domaine des liaisonsfond-surface du type comportant une conduite sous-marine verticale,appelée colonne montante ou riser, reliant le fond de la mer jusqu'à unsupport flottant installé en surface. Dès que la profondeur d'eau devient importante, l'exploitation deschamps de production notamment des champs pétroliers s'effectue engénéral à partir de supports flottants. Dans le cas de l'exploitation degisement sous-marin d'hydrocarbure par grands fonds, il est préférable pourdes raisons économiques que la structure de support flottant soit en mesured'effectuer l'ensemble des opérations de forage, de mise en production et dereconditionnement des puits. Il est également préférable que le supportflottant soit capable de forer successivement plusieurs puits sur un mêmesite et permette ensuite les opérations de production et derecondi bonnement de chacun desdits puits. Ce support flottant comporte engénéral des moyens d'ancrage pour rester en position malgré les effets descourant, des vents et de la houle. Il comporte aussi en général des moyens de stockage et de traitement du pétrole ainsi que des moyens de déchargement vers des pétroliers enleveurs. Ces derniers se présentent àintervalle régulier pour effectuer l'enlèvement de la production. L'appellation de ces supports flottants, en général de type barge, est le terme anglo-saxon "Floating Production Storage Offloading" (signifiant"moyen flottant de stockage, de production et de déchargement") ci-aprèsabrégé par "FPSO". De nombreuses variantes ont été développées tels lesSPARS (, longs cigares flottants verticaux maintenus en position par desancrages caténaires, ou encore les TLPs ("Tension Leg Platform"), plates-formes à lignes d'ancrage tendues, lesdites lignes étant en général verticales.

Les têtes de puits sont souvent réparties sur la totalité du champ etles conduites de production, ainsi que les lignes d'injection d'eau et lescâbles de contrôle commande, sont déposés sur le fond de la mer en 1 2007 direction d'un emplacement fixe, à la verticale duquel le support flottant estpositionné en surface.

Certains puits sont situés à la verticale du support flottant etl'intérieur du puits est alors accessible directement depuis la surface. Dansce cas la tête de puits équipée de son "arbre de Noël" peut être installée ensurface, à bord du support flottant. On peut alors effectuer, à partir d'underrick installé sur ledit support flottant, toutes les opérations de forage, deproduction et de maintenance du puits pendant toute la durée de vie duditpuits. On parle alors de tête de puits sèche.

Dans le cas des SPARs et des TLPs, les têtes de puits sèches sontrassemblées dans une zone limitée de la plateforme, dans laquelle le derrickest déplaçable pour venir se positionner à la verticale de chacun des puitspour effectuer les opérations de forage ou les opérations de maintenance dupuits pendant toute la durée de vie du champ.

Le derrick de forage étant une structure de grande hauteur pouvantatteindre 60m et possédant une capacité de levage pouvant dépasser500 tonnes, les moyens nécessaires pour le déplacer d'un puits à l'autre etpour le maintenir en position pendant les opérations sur les puitsconduisent à des structures complexes et onéreuses.

Pour maintenir le riser équipé de sa tête de puits sèche en positionsensiblement verticale il convient d'exercer une traction vers le haut quipeut être appliquée, soit par un système de tensionnement à câbles à l'aidede treuils ou de vérins hydrauliques installés sur le support flottant, soit àl'aide de flotteurs répartis le long du riser et installés à diversesprofondeurs, soit encore par une combinaison des deux.

On connaît le brevet FR 2.754.011 décrivant une barge et un systèmede guidage pour riser, ce dernier étant équipé de flotteurs.

Les SPARs et TLPs sont elles aussi équipées d'une multiplicité derisers sous-tendus par des flotteurs consistant dans des bidons entourant leriser coaxialement et maintenus en position par des systèmes de guidage.

Dans les FPSOs, les risers remontent en surface dans une cavitécentrale du support flottant appelée "wellbay" ou baie de forage. La cavitétraverse la coque verticalement de part en part sur une hauteur d'environtrente mètres, avec un tirant d'eau d'environ vingt mètres ; elle est en 1 2 007 ι général installée à l'axe support flottant, à égale distance de ses extrémités,car c'est la zone où les amplitudes des mouvements et des accélérations sontles plus faibles lorsque le navire est soumis aux phénomènes de roulis, detangage et de lacet.

La profondeur d'eau de certains champs pétroliers dépassant 1 500met pouvant atteindre 2 000 à 3 000m, le poids des risers sur de telleshauteurs nécessite leur maintient en position, des efforts verticaux pouvantatteindre et dépasser plusieurs centaines de tonnes. On utilise des élémentsde flottabilité de type "bidon" installés à divers niveaux sur les risers reliantla surface aux ultra grands fonds (1000-3000m).

Les flotteurs concernés sont de grandes dimensions avec notammentun diamètre supérieur à 5m, et une longueur de 10 à 20m et possèdent desflottabilités unitaires pouvant atteindre 100 tonnes. I.e flotteur et la conduite sont soumis aux effets de la houle, ducourant, mais étant raccordés au FPSO en surface, sont aussi indirectementsoumis aux effets du vent. Il en résulte des mouvements latéraux etverticaux importants, pouvant atteindre plusieurs mètres, de l'ensembleriser-flotteur-barge, surtout dans la zone sujette à la houle.

Pour éviter que les risers n'interfèrent entre eux et n'interfèrent avecla coque du support flottant, lesdits risers sont écartés les uns des autres deplusieurs mètres et aussi de plusieurs mètres des parois de la wellbay , cequi conduit à des wellbays pouvant atteindre 80 m de longueur et 20m delargeur, sur des barges FPSO mesurant jusqu'à 350 m de longueur, 80 m delargeur et possédant une hauteur au niveau du bordé pouvant atteindre etdépasser 35 m. De telles barges ont un tonnage de port en lourd pouvantatteindre et dépasser 500 000 TPL.

Ces mouvements des risers engendrent des efforts différentielsimportants entre le riser et les systèmes de guidage solidaires du supportflottant. L'amplitude des déplacements et le niveau très élevé des efforts auniveau des risers, conduisent à concevoir des systèmes de guidage capablesde résister non seulement aux conditions extrêmes mais aussi auxphénomènes de fatigue et d'usure cumulées pendant la durée de vie desinstallations, laquelle peut dépasser 25 ans. 1 2007

La présente invention concerne le transfert des risers au sein de lacavité, de préférence centrale, depuis leur position de production jusquedans une position où les opérations de forage ainsi que les opérationslourdes de maintenance de puits sont effectuées, c'est-à-dire à partir d'underrick fixe par rapport au support flottant.

Le forage du puits est réalisé à l'axe principal du derrick , à travers unriser dit "riser de forage", dont la fonction est de guider les tiges de forageet de contenir la boue en retour du puits en cours de percement. Ce riser deforage est assemblé à partir de longueurs unitaires pouvant atteindre 50m,l'ensemble étant descendu en pas à pas, au fur et à mesure de l'assemblagedudit riser. En fin de forage, la partie du riser correspondant à la tranched'eau est déconnecté du puits au niveau du fond de la mer, puis est dirigéevers une position de garage après que sa longueur aie été raccourcie pardésassemblage d'une ou de deux longueurs unitaires. En procédant ainsi, leriser de forage reste pendu, son extrémité inférieure étant située à 50-100 mdu fond.

Le riser de production peut alors être assemblé de la même manièreen pas à pas jusqu'à ce qu'il atteigne l'entrée du puits. Les flotteurs sontinstallés dans la partie haute au fur et à mesure de la pose, puis l'embase duriser de production est enfin connectée au puits. Le puits est alors équipédes divers tubages de production et "l'arbre de Noël" de la tête de puitssèche est mis en place. L'ensemble est alors transféré vers sa position de production où ilrestera pendant toute la durée de vie du champ, sauf pour certainesopérations de maintenance où il sera nécessaire de ramener ledit riser à l'axeprincipal du derrick pour effectuer des opérations lourdes.

Ces systèmes de guidage comprennent en général des tensionnementspar câbles qui rendent le transfert du riser d'une position à une autre au seinde la cavité centrale (wellbay) longue et difficile à réaliser, notamment en cequi concerne le déplacement depuis la position de production jusqu'à laposition dans l'axe du derrick.

Dans FR 2747728, on décrit un support flottant comprenantune baie rectangulaire ou circulaire permettant le forage et/ou l'exploitationpar grands fonds d'un groupe de puits d’hydrocarbures sans qu'il soit 1 2 007 nécessaire de déplacer le mât de forage (derrick) par rapport au pont de lastructure du support flottant pour pouvoir opérer sur un puits sélectionnédu groupe de puits, et sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un pont roulantpour prendre en charge et déplacer individuellement une colonne montanted'un puits sélectionné du groupe de puits, pour pouvoir opérer sur le puitssélectionné.

Dans ce brevet FR 2747728, les colonnes montantes sont fixéesà intervalle les unes des autres, à une table mobile qui peut être déplacée parrapport au pont de la structure flottante le long d'un trajet tel que lesextrémités supérieures respectives des colonnes montantes puissent êtreamenées successivement en alignement vertical avec la tour. La baie peutavoir une forme rectangulaire allongée et la table mobile est dans ce casrectangulaire, s'étendant dans le sens longitudinal de la baie rectangulaire etmobile en translation dans son sens longitudinal. Une translation de la tablemobile suivant son axe longitudinal déplace simultanément toutes lescolonnes montantes. La baie peut aussi avoir une forme circulaire et la tablemobile-une forme également circulaire d'un diamètre correspondant à celuide la baie circulaire disposée concentriquement à celle-ci et montée mobileen rotation dans la baie circulaire autour de l'axe vertical de celle-ci. Làencore une rotation de la table circulaire autour de son axe déplacesimultanément toutes les colonnes montantes qui y sont attachées.

Un inconvénient de ce système est qu'un déplacement de la tablerectangulaire mobile ou une rotation de la table circulaire mobileprovoquent une déflexion de l'ensemble des colonnes montantes par rapportà la verticale. Il en résulte que les forces de tension ou de torsion sur lescolonnes montantes ont alors une composante qui engendre, par réactionsur la structure flottante, des efforts considérables entre le support flottantet ladite table et dans le cas de la table circulaire des couples tendant à fairetourner ladite structure de support flottant autour de l'axe de la tablecirculaire. La rotation de la table circulaire autour de son axe soumetégalement chaque colonne montante à des efforts de torsion.

Dans FR 2747728 on décrit également une plateforme dans laquelleles colonnes montantes sont regroupées dans une zone rectangulaire selonune disposition matricielle qui, vue en plan, comporte 4 rangées et 6 6 1 2007 colonnes. La tour qui supporte les appareils permettant les opérations deforage, de production et de reconditionnement des puits est montée mobilesur le pont de la plateforme au moyen d'un système de glissière, de tellefaçon que la tour puisse être amenée sélectivement en alignement verticalavec l'extrémité supérieure de l'une quelconque des colonnes montantes.Etant donné que les têtes de puits de surface situées aux extrémitéssupérieures des colonnes montantes doivent être espacées de centre à centrede plusieurs mètres, la tour doit être déplacée sur une zone rectangulaire derelativement vaste étendue et sa structure de supportage la reliant ausupport flottant devra enjamber les deux rangées longitudinales de têtes depuits, pour que l'axe du derrick puisse être déplacé au droit de l'axe dechacune desdites têtes de puits sur lesquelles ont souhaite intervenir. Unetelle structure de supportage devant pouvoir se déplacer longitudinalementet transversalement par rapport à l'axe du support flottant, sera d'uneampleur et d'une complexité considérable, et donc d'un coût très élevé. Deplus, lorsque le derrick intervient sur une rangée latérale, le poids duderrick et la charge verticale apportée par celui-ci pouvant atteindre etdépasser 3500 tonnes, il sera nécessaire de disposer de moyens importantsd'équilibrage de charge du support flottant, sous la forme par exemple deballast.

Dans FR 2747728, on connaît également une plateforme comprenantune pluralité de colonnes montantes disposées à la périphérie interne d'unebaie rectangulaire. Un pont roulant mobile au-dessus de la baie est prévupour prendre en charge n'importe quelle colonne montante et pour amenerla colonne montante sélectionnée depuis son support respectif à lapériphérie de la baie jusqu'au centre de ladite baie en alignement verticalavec une tour afin de permettre les opérations de forage, de production oude reconditionnement du puits correspondant à la colonne montantesélectionnée. Un tel pont roulant devra comporter un système detensionnement capable de maintenir en tension le riser lors du transfertdepuis la position de production vers la position à l'axe du derrick, oùseront effectuées les opérations de forage ou de reconditionnement despuits. Les efforts verticaux de tensionnement pour soutenir un riser grandfond pouvant atteindre et dépasser 300, voire 500 tonnes ou plus, la 7 1 2007 structure du pont roulant sera considérable car elle devra enjamberintégralement la baie et devra pouvoir passer sous la structure du derrick. L'embase dudit derrick devra alors être considérablement élargie etrenforcée pour laisser libre le passage du pont roulant.

Le but de la présente invention est de fournir un nouveau type desupport flottant dans lequel les transferts du riser dans une position à uneautre au sein de la cavité (wellbay) soient simples à réaliser et donc puissentêtre effectués en toute sécurité.

Plus particulièrement, un but de la présente invention est de fournirun nouveau type de support flottant dans lequel le transfert des risersdepuis une position de production à une position de forage au sein de lacavité peut être réalisé en déplaçant individuellement les risers sansnécessiter d'infrastructure coûteuse comme un pont roulant..

Pour ce faire, I2 présenta invention fournit un support flottant quicomporte une cavité de préférence centrale comprenant une pluralité decompartiments à l'extrémite desquels lesdits risers sont en position deproduction, lesdits compartiments communiquant avec un canal central, àl'extrémité duquel est situé un derrick de forage, lesdits compartimentsétant disposés transversalement par rapport audit canal central.

Avantageusement, lesdits compartiments ont une forme longitudinaleessentiellement rectangulaire et ils sont disposés parallèlement entre eux.

Chaque compartiment comprend donc un seul riser au maximum,installé à l'extrémité fermée dudit compartiment et pouvant être déplacéindividuellement dans les compartiments et le canal central.

De préférence, la flottabilité des risers est assurée essentiellement,voire exclusivement par des flotteurs sans adjonction de système detensionnement complémentaire, notamment par câble à l'aide de treuil ou devérin hydraulique installé sur le support flottant. Ainsi, le déplacement desrisers se trouve considérablement facilité.

Dans un mode de réalisation particulier, lesdits compartiments ontune forme longitudinale rectiligne et sont disposés parallèlement entre eux,perpendiculairement ou en épi par rapport à undit canal centralrectiligne. Ils sont de préférence espacés l'un de l'autre de manièrerégulière. 1 2007

De façon avantageuse, lesdits compartiments et ledit canal centralcomprennent un plancher de jonction entre ledit riser et ledit supportflottant sur chaque rive, ledit plancher de jonction définissant un canalcontinu de largeur sensiblement constante correspondant à une distancesuffisante pour installer un riser entre ses deux rives et pour pouvoir ledéplacer à l'aide de moyens de transfert situés sur ledit plancher dejonction.

Dans un mode de réalisation particulier, ledit plancher de jonction estsitué à un niveau intermédiaire, notamment à mi-hauteur, entre le pont dusupport flottant et le niveau de l'eau.

De préférence, le support flottant selon la présente inventioncomprend des moyens de transfert desdits risers entre leur position deproduction à l'extrémité des compartiments et la position du derrick, lesditsmoyens de transfert permettant de déplacer un dit riser le long duditplancher de jonction en coopérant avec lesdits risers au niveau duditplancher de jonction.

Dans un mode de réalisation, lorsque le riser est équipé d'undispositif de guidage et de maintien du riser dans ses mouvements relatifspar rapport au support flottant, ledit dispositif de maintien et de guidagecoopérant notamment avec ledit riser et ledit support flottant au niveaududit plancher de jonction, lesdits moyens de transfert coopèrent avec undispositif de maintien et de guidage du riser, ledit dispositif assurant lajonction entre ledit riser et ledit support flottant.

Selon une variante de réalisation, lesdits moyens de transfert sontfixes et solidaires dudit support flottant.

En particulier, lesdits moyens de transfert comprennent un ensemblede treuils et de câbles reliant lesdits treuils audit riser.

De façon avantageuse, lesdits moyens de transfert comprennent unchariot mobile le long desdits compartiments et dudit canal.

De façon avantageuse encore, ledit plancher de jonction est équipé derails de guidage qui permettent de guider lesdits moyens de transfert ouledit riser, notamment si lesdits moyens de transfert sont fixes, le long ourespectivement à l'intérieur desdits compartiments et dudit canal central,notamment à l'intersection desdits compartiments et dudit canal central. 9 1 2 007

Dans un mode de réalisation, le riser est équipé d'un support quiassure sa jonction avec le plancher de jonction comportant des éléments deguidage, de préférence disposés dessous ledit support et solidaires de celui-ci, permettant de guider ledit riser à l'intérieur desdits compartiments etdudit canal central et, le cas échéant, à l'intérieur desdits rails de guidage.

Si le riser est équipé d'un dispositif de maintien et de guidage parrapport au support flottant, c'est le support assurant la jonction dudispositif de maintien et de guidage avec le plancher de jonction quicomportera desdits éléments de guidage.

Le support flottant selon la présente invention peut égalementcomporter un compartiment transversal au canal central au niveau de l'axedu derrick, ledit compartiment correspondant à une position de garage duriser.

Dans un mode de réalisation avantageux, lesdits risers sont équipés deflotteurs en forme de bidon entourant le riser de façon coaxiale à celui-ci,en partie haute du riser, la flottabilité des risers étant assuréeessentiellement par lesdits flotteurs sans adjonction de système detensionnement complémentaire installé sur le support flottant.

La présente invention a également pour objet un procédé de transfertsur un support flottant d'un riser depuis sa position de production jusqu'àsa position au sein d'un derrick de forage, selon lequel on déplace ledit riserdans ladite cavité d'un support flottant selon l'invention, comme il seraexplicité dans la description détaillée.

Dans un mode de réalisation avantageux, on déplace ledit riser endéplaçant ledit dispositif de maintien et de guidage du riser par rapport ausupport flottant, lui-même solidaire dudit riser.

Le dispositif de maintien et de guidage du riser par rapport ausupport flottant autorise des mouvements relatifs du support flottant et duriser, de manière à supporter des efforts courants de fatigue correspondantà des charges pouvant aller jusqu'à 10 tonnes, et des efforts occasionnelsextrêmes correspondant à des charges pouvant atteindre 100 Tonnes, voire200 Tonnes ou plus.

Dans tous les cas, le dispositif de maintien et de guidage du riser parrapport au support flottant doit pouvoir autoriser des déplacements ιο 1 2007 longitudinaux sensiblement verticaux jusqu'à 5 mètres, voire plus. En outre,pour les opérations réalisées à l'axe du derrick, le riser doit restersensiblement coaxial à l'axe du derrick.

Avantageusement, ce dispositif de maintien et de guidage du riser parrapport au support flottant comprend des moyens d'articulation solidairesdudit support flottant permettant : a) la rotation dudit riser autour d'un axe horizontal perpendiculaire àl'axe longitudinal dudit riser, dans la limite d'un cône de demi-angle ausommet inférieur ou égal à 10°, ledit axe horizontal et ledit sommet du côneétant situés sensiblement au centre du riser et au niveau du plan médian dela zone où sont situés lesdits moyens d'articulation le long de l'axelongitudinal, et b) lesdits coulissements dudit riser selon l'axe longitudinal et leditguidage des déplacements latéraux dudit riser dans un plan horizontalperpendiculaire audit axe longitudinal du riser, et lesdits moyens d'articulation comprennent : . des patins de frottement présentant une surface d'appui avec leditriser, lesdits patins étant montés sur un support de patins permettant lepivotement desdits patins autour d'un axe perpendiculaire audit axelongitudinal dudit riser, et de préférence . lesdits patins coopérant avec des roulettes, de sorte que lesditesroulettes sont en appui sur ledit riser, et permettent son coulissement, etledit riser ne vient en appui sur lesdits patins que lorsque lesdites roulettesse déplacent sous l'effet des déplacements latéraux dudit riser.

Par "axe longitudinal du riser", on entend l'axe vertical lorsque leriser est en position de repos, c'est-à-dire non soumis à des mouvements liésà l'agitation de la mer.

Ce dispositif de maintien et de guidage du riser par rapport ausupport flottant est conçu pour supporter des efforts variables dans le planhorizontal. Les roulettes assurent de préférence le guidage du riser soumis àdes efforts courants de faibles charges d’environ 10 Tonnes, et les patinsassurent le guidage lorsque le riser est soumis à des fortes charges dans desconditions extrêmes de mise en œuvre, notamment jusqu'à 100 Tonnes. 1 2 007

Ce dispositif de maintien et de guidage du riser par rapport ausupport flottant peut être mis en place sur le support flottant pourmaintenir et guider undit riser dans sa position de production, ou il peutêtre relié à desdits moyens de transfert d'undit riser depuis sa position deproduction vers l'axe d'un derrick de forage. Dans ces deux cas, lesditsmoyens d'articulation sont de préférence disposés au niveau du plancher dejonction entre ledit riser et ledit support, situé dans la paroi de la cavité dusupport flottant entre le pont du support flottant et le niveau de l'eau.

Le dispositif de maintien et de guidage peut aussi être mis en placesur ledit support flottant pour maintenir et guider undit riser en positiond'opération dans un derrick installé sur ledit support flottant, plusprécisément à l'axe dudit derrick. D'autres caractéristiques et avantages de la présente inventionapparaîtront à la lecture de la description détaillée de certains modes deréalisation qui va suivre, faite en référence aux figures suivantes danslesquelles : • la figure 1 est une vue de dessus en plan de la cavité centrale 1 dusupport flottant avec sa cavité centrale, associée à une vue en coupe duderrick de forage 7 à un niveau correspondant au niveau +10m parrapport audit plancher de jonction 8, • la figure 2 est une vue en plan selon la figure 1, comportant, de plus, lesmoyens de transfert 12 du riser, depuis sa position de production 4jusqu'à l'axe du derrick de forage 6, • la figure 3 est une vue de côté d'un riser équipé d'un dispositif de maintien et de guidage du riser par rapport au support flottant 9, comportant une pluralité de roulettes 19 et de patins 15 installés en alternance tout autour dudit riser 2, • la figure 4 est une vue de dessus d'un dispositif de maintien et deguidage 9 du type de la figure 3, reposant sur le plancher de jonction 8sur laquelle est figuré un compartiment 3 formant un canal permettant àl'ensemble riser-dispositif de maintien et de guidage d'être déplacé versl'axe du derrick ;

La figure 5 est une vue de côté d'un riser en cours de transfert dans le canal central de la cavité. 12 1 2007

Sur les figures 1 et 5, on a représenté un support flottant dutype comportant une cavité centrale rectangulaire 1 à parois périphériquesverticales 10 au sein de laquelle peut être positionnée une pluralité de risers2. Selon l'invention, la cavité centrale 1 rectangulaire comporte un plancherde jonction 8 horizontal qui assure la jonction entre les risers et le supportflottant. Ce plancher de jonction 8 se situe à environ mi-hauteur entre leniveau de l'eau 13 et le pont 11 du support flottant (figure 5). Uneouverture dans le plancher de jonction forme un canal continu dont les deuxrives constituées par ledit plancher sont espacées d'une distancesensiblement constante. Ce canal continu de largeur sensiblement constante,est composé d’une pluralité de compartiments 3 de forme longitudinale àl'extrémité desquels lesdits risers 2 sont en position de production 4 et d'uncanal central 5 de forme longitudinale, à l'extrémité duquel est situé 6 underrick de forage 7, lesdits compartiments étant disposés transversalementpar rapport audit canal central 5.

Les compartiments 3 sont rectangulaires, disposés parallèlement entreeux et transversalement par rapport au canal central 5, soitperpendiculairement, soit en épi, c'est-à-dire avec une inclinaison (donc nonperpendiculaire) par rapport à l'axe longitudinal du canal 5. Lescompartiments 3 et le canal central 5 ont, de préférence, sensiblement lamême largeur.

Sur la figure 1 on a représenté une vue de dessus et en plan leplancher de jonction 8 desdits compartiments 3 et canal central 5. Lescompartiments 3 et le canal central 5 forment donc des canaux de largeursensiblement constante et présentant une continuité entre lesdites positionsdu riser en position de production et l'axe 6 du derrick 7. Cescompartiments 3 communiquent avec le canal central 5, ce qui permet dedéplacer un riser sur le plancher de jonction 8 entre sa position deproduction 4 et la position à l'axe 6 du derrick. Dix positions de production4 ont été représentées mais une seule est munie de son riser 2 équipé d'undispositif de guidage 9 solidaire du plancher de jonction 8.

Dans la figure 1, sont représentées 10 emplacements 4 pour risers deproduction 2, les compartiments rectangulaires 3 sont espacés les uns desautres de 5 m environ et leur extrémité est située à 5 m de la paroi 10 13 1 2007 périphérique verticale de la cavité centrale 1. La longueur desditscompartiments rectangulaires 3 est d'environ 6.5 m jusqu'à l'axe du canal 5,et leur largeur est d'environ lm à 1.5m. De la même manière, ledit canalcentral 5 aura une largeur sensiblement identique, soit environ lm à 1.5m etsa longueur sera fonction du nombre de têtes de puits, ce qui représenteenviron 30m dans le cas illustré dans la figure 1. A l'extrémité d'un compartiment 3 est situé un riser 2 en position deproduction 4. Le riser 2 est équipé d'un dispositif de maintien et de guidage9 constitué de moyens d'articulation tel que représenté sur les figures 3,4 et5, notamment au plan PO. Ce dispositif de maintien et de guidage 9 desmouvements relatifs du riser 2 par rapport au support flottant, autorisentdes déplacements verticaux et latéraux du riser, car ils comportent desmoyens de rotation autour d'un axe XX'/YY' perpendiculaire à l’axelongitudinal ZZ' du riser, et des moyens de coulissement le long de l'axelongitudinal ZZ' du riser.

Sur les figures 1 et 2, les compartiments sont disposésperpendiculairement au canal sur une rive du canal et en épi avec uneinclinaison de l'ordre de 45° par rapport à l'axe XX' du canal sur l'autre rivedu canal.

Sur la figure 2 le plancher de jonction 8 comporte en outre, desmoyens de transfert 12 du riser 2 et d'un dispositif de guidage 9, constituésde treuils 12, reliés par des câbles 122 au dispositif de maintien et deguidage 9 se déplaçant par simple glissement sur le plancher de jonction 8 etétant guidé dans les compartiments et le canal 3 par des rails 123. Ces deuxtreuils permettent de déplacer l'ensemble riser-dispositif de guidage 9 entrela position de production 4 et l'axe du canal central 5. Les rails 123 facilitentle passage du dispositif 9 au droit des compartiments adjacents depuis laposition de départ, jusqu'à l'axe 16 du derrick. Le riser et son dispositif deguidage 9 étant en position dans le canal central 5, les treuils 124 sont alorsreliés à un support 14 du dispositif de guidage 9 par deux câbles 125, et lescâbles 122 des treuils 12, sont alors déconnectés. Par action sur les treuils124, l'ensemble riser-dispositif de guidage 9 est alors transféré de la positioncentrale 5 vers l'axe 6 du derrick. 14 1 2 007

Sur la figure 2, on a représenté des rails 12, qui suivent lescompartiments 3 et le canal 5 tout le long du trajet entre les positions deproduction 4 et l'axe 6 du derrick, de sorte que les compartiments 3 sonttraversés au niveau de leur intersection avec le canal central 5 par lesditsrails 12,, lesquels peuvent cependant être amovibles.

On comprend que d'un point de vue fonctionnel, ce sont les rails deguidage 12, des moyens de transfert 12 le long desdits compartiments 3 etdu canal 5 qui doivent former un canal de largeur sensiblement constante,dans le cas où de tels rails 12, sont prévus, les compartiments 3 et le canal 5ainsi que le plancher de jonction 8 pouvant, dans ce cas ne pas définir uncanal de largeur sensiblement constante.

Comme représenté sur les figures 3 à 5, le dispositif de maintien et deguidage 9 du riser 2 repose sur le plancher de jonction 8. On peut donctransférer le riser 2 de sa position de production 4 jusqu'à sa position 6dans le derrick 7 en transférant un dispositif de maintien et de guidage 9dont est équipé le riser de manière solidaire.

Sur la figure 3, on a représenté un mode de réalisation du dispositifde guidage 9, dans lequel les patins 15 et les roulettes 19 coopèrent commementionné précédemment. Ce dispositif de guidage 9 autorise : a) les déplacements du riser parallèlement à son axe longitudinal ZZ',et b) les mouvements angulaires selon des axes XX' et YY' dans un planhorizontal, limités au cône de demi-angle au sommet Ό, le demi-angle duditcône étant, selon l'invention, inférieur à 10 degrés ; c) des déplacements latéraux très limités dans le plan des axes XX' et YY’.

Le dispositif de maintien et de guidage 9 représenté sur les figures 3et 4, est constitué d'une pluralité de roulettes 19 et de patins 15 installés enalternance tout autour dudit riser, et comporte au minimum trois rouletteset trois patins disposés de manière régulière autour dudit riser. L'ensemble des roulettes est en contact avec le riser 2. Lorsque lesefforts deviennent importants, les roulettes 19 s'effacent et les patinsviennent alors en contact direct avec la paroi du riser. La transmission desefforts entre riser et plancher de jonction se fait alors de manière 15 1 2007 sensiblement symétrique par rapport au plan XX'/YY' quelque soit la valeurde l'angle Ô formé par l'axe du riser avec la verticale.

La figure 4 est une vue de dessus relative à un dispositif de maintienet guidage 9 similaire à celui de la figure 3 montrant le dispositif de guidage9 du riser 2 à la position correspondant à la position de production 4 etreposant sur le plancher de jonction 8. Ledit plancher de jonction 8 formeun compartiment formant un canal permettant à l'ensemble riser 2-dispositif de guidage 9 d'être déplacé vers l'axe 6 du derrick 7. Le dispositifde guidage est constitué : . de quatre roulettes 19 en contact avec le riser, . de quatre patins 15 en léger retrait par rapport au riser.

Le dispositif de guidage 9 est solidaire du plancher de jonction 8 parl'intermédiaire d'un support 14 qui peut être désolidarisé du plancherlorsque le dispositif est transféré à une autre position.

Comme mentionné précédemment, le dispositif de guidage 9 peut êtretransféré avec le riser 2 vers l'axe du derrick.

Mais ledit dispositif de guidage 9 peut tout aussi bien être laissé enplace. Il est alors ouvrant, de manière à pouvoir libérer le riser 2 qui estalors pris en charge par un second dispositif de guidage assurant la mêmefonction, avec cependant la différence que l'opération de transfert étant decourte durée et étant effectuée de préférence en temps calme, leditdispositif de guidage 9 peut être considérablement simplifié.

Sur la figure 5, le dispositif de guidage 9 comporte un support 14 enforme de rondelle qui repose sur le plancher de jonction 8 par des patins 142glissant sur ledit plancher 8 pour transférer le riser à l'intérieur du canalcentral 5 lorsque les treuils (non représentés) 124 et câbles 125 sont mis enœuvre. Des éléments de guidage tubulaires 14, disposés dessous le support14 et solidaires de celui-ci permettent de guider l'ensemble à l'intérieur ducanal 5 formé par les rives du plancher de jonction 8.

Le transfert de la position 4 de production vers l'axe 6 du derrick 7 aété décrit par des moyens de type treuil se guidant dans le canal 3 duplancher de jonction 8. Un résultat similaire peut être obtenu par un chariotse déplaçant sur des rails tels que des roues actionnées par un moteurthermique ou par un moteur électrique associé à des batteries, ou encore par 16 1 2007 des systèmes d'avancement en pas à pas basés sur l'utilisation de vérinshydrauliques. Ledit chariot est avantageusement équipé d'un bras munid'une pince ouvrante à l'extrémité de laquelle un dispositif de guidage 9 telque décrit sur la figure 3 permet de saisir le riser 2 à sa position de slot 4 aumoment de l'ouverture d'un dispositif de guidage 9 permanent, pour letransférer vers l'axe 6 du derrick de forage 7.

Lors du forage du puits, le riser est un riser spécialement conçu pourledit forage. Il se trouve à l'axe du derrick et est maintenu coaxialementpendant toute la durée des opérations de forage qui peuvent durer plus d'unmois.

En fin de forage, le riser de forage est déconnecté de la tête de puitspuis il est déplacé latéralement vers la position de garage 17 tout en gardant,lors du transfert, un guidage 123 au niveau du plancher de jonction 8. Enposition 17, il est alors maintenu en suspension par des moyens nonreprésentés, tels des câbles reliés à la structure du derrick ou encore ilrepose sur un support, non représenté, solidaire de la paroi de la cavité.Pour éviter que la partie inférieure du riser de forage n'interfère avec lefond de la mer ou avec des structures sous-marines, on prend la précautionde réduire la longueur du riser de 50 à 100 mètres en démontant d'une oudeux longueurs élémentaires du train de tiges. En procédant ainsi, dès queles opérations de mise en place du riser de production et de complétion dupuits sont terminées, ledit riser de production est transféré vers sa positionde production, et l'axe du derrick étant libéré, il est possible de réinstallersans délai le riser de forage pour le démarrage du forage du puits suivant.On économise ainsi le temps opérationnel correspondant à la remontée puisà la redescente de la longueur complète de riser de forage.

Dans une version préférée de l'invention, le derrick possède unsecond emplacement de travail 18 situé dans l'emprise de la structureporteuse dudit derrick. On entend ici par emplacement de travail unemplacement à la verticale duquel sont installés des moyens de manutentionpermettant d'effectuer des opérations d'intervention sur les risers deproduction, telles que des opérations de maintenance de "l'arbre de Noël"ou de maintenance de l'intérieur du puits à différentes profondeurs. A laverticale de cet emplacement sont donc installés des moyens de levage et de 17 1 2 007 manutention de capacité en général inférieure aux moyens correspondantsinstallés à l'axe du derrick. Ainsi, à l'axe du derrick on installe des moyensde levage pouvant atteindre des charges de 500 tonnes au crochet, ce dernierayant une course verticale pouvant atteindre 50 mètres, alors qu'à l'axe detravail secondaire 18, on installe une capacité de levage limitée à, parexemple, 100 tonnes avec une course de crochet limitée à, par exemple, 12mètres verticalement. Il est ainsi possible de travailler au forage d'un puits àl'axe 6 du derrick et de travailler en position 18 simultanément à lamaintenance d'un autre puits, en utilisant simultanément la structure duderrick pour supporter les charges et manipuler les outils nécessaires.

Claims (17)

18 - 1 2007 REVENDICATIONS

1. Support flottant du type comportant une cavité (I) au sein delaquelle peut être positionnée une pluralité de risers (2), caractérisé en ceque la cavité (1) comporte une pluralité de compartiments (3) à l'extrémité 5 desquels lesdits risers (2) sont en position de production (4), lesdîts compartiments communiquant avec un canal central (5), à l'extrémité duquelest situé (6) un derrick de forage (7), lesdits compartiments étant disposéstransversalement par rapport audit canal central (5.).

2. Support flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il 10 comprend des moyens de transfert (12), desdits risers (2) entre leur position de production (4) à l'extrémité des compartiments (3) et la position (6) duderrick (7).

3. Support flottant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ceque lesdits compartiments (3) et ledit canal central (5) comprennent un 15 plancher de jonction (8) entre ledit riser et ledit support flottant sur chaque rive, ledit plancher de jonction définissant un canal continu de largeursensiblement constante.

4. Support flottant selon la revendication 3, caractérisé en ce quelesdits moyens de transfert permettent de déplacer un dit riser le long dudit 20 plancher de jonction (8) en coopérant avec lesdits risers au niveau dudit plancher de jonction.

5. Support flottant selon l'une des revendications 2 à 4,caractérisé en ce que lesdits moyens de transfert (12) coopèrent avec undispositif de maintien et de guidage (9) du riser (2), ledit dispositif assurant 25 la jonction entre ledit riser et ledit support flottant.

6. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit plancher de jonction (8) est situé sur la paroi(10) de la cavité (1) à un niveau intermédiaire entre le pont (11) du supportflottant et le niveau de l'eau (13).

7. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de transfert (12) sont fixes etsolidaires dudit support flottant. 19 1 2007

8. Support flottant selon la revendication 7, caractérisé en ce quelesdits moyens de transfert (12) comprennent un ensemble de treuils (12,) etde câbles (122) reliant lesdits treuils (12,) audit riser (2).

9. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 2 à6, caractérisé en ce que lesdits moyens de transfert (12) comprennent unchariot mobile le long desdits compartiments (3) et dudit canal central (5).

10. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 3 à9, caractérisé en ce que ledit plancher de jonction (8) est équipé de rails deguidage (12,) qui permettent de guider lesdits moyens de transfert ou leditriser le long ou respectivement à l'intérieur desdits compartiments (3) etdudit canal central (5).

11. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 3 à9, caractérisé en ce que le riser (2) ou le dispositif de guidage (9) dudit riserest équipé d'un support (14) qui assure sa jonction avec le plancher dejonction (8), ledit support (14) comportant des éléments de guidage (14,)permettant de guider ledit riser à l'intérieur desdits compartiments (3) etdudit canal central (5).

12. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte un compartiment transversal au canalcentral (5) au niveau de l'axe (6) du derrick (7), ledit compartimentcorrespondant à une position de garage (17) du riser (2).

13. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le derrick comprend un second emplacement detravail situé dans l'emprise de la structure dudit derrick.

14. Support flottant selon l'une des revendications 1 à 13,caractérisé en ce que lesdits compartiments ont une forme longitudinalerectangulaire et sont disposés parallèlement entre eux, perpendiculairementou en épi par rapport à un dit canal central rectiligne.

15. Support flottant selon l'une quelconque des revendications 1 à14, caractérisé en ce lesdits risers sont équipés de flotteurs en forme debidon entourant le riser de façon coaxiale à celui-ci en partie haute du riser,la flottabilité des risers étant assurée essentiellement par lesdits flotteurssans adjonction de système de tensionnement complémentaire installé sur lesupport flottant. 20 I 2007

16. Procédé de transfert sur un support flottant d'un riser depuissa position de production (4) jusqu'à sa position (6) au sein d'un derrick deforage, caractérisé en ce qu'on déplace ledit riser (2) dans ladite cavité (1)d'un support flottant selon l'une des revendications 1 à 15.

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'on déplace ledit riser (2) en déplaçant ledit dispositif de maintien et de guidage(9) du riser par rapport au support flottant, lui-même solidaire dudit riser (2)·