OA12401A - Procédé et dispositif d'instllation en mer d'une structure sur une plate-forme fottante. - Google Patents
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Abstract
Description
0 7 24 0 1 10 7 24 0 1 1
La présente invention est relative à un procédé d'installation en mer d'une structure sur une plate-forme flottante comprenant au moins une colonne de support de cette structure et une embase. L'invention est également relative à un dispositif pour la mise en œuvre de ce procédé. L'installation en mer d’une structure en flottaison sur une autre structureflottante est une opération délicate. En effet, par mer formée, les mouvementsverticaux des deux structures dus à la houle peuvent n'être pas synchrones. End'autres termes, ces mouvements peuvent être inégalement déphasés par rapport àla houle. On comprend qu'alors des percussions entre les deux structures sontpossibles, avec pour conséquence des dommages auxdites structures.The present invention relates to a method of offshore installation of a structure on a floating platform comprising at least one support column of this structure and a base. The invention also relates to a device for implementing this method. The installation at sea of a floating structure on another floating structure is a delicate operation. Indeed, by sea formed, the vertical movements of the two structures due to the swell may not be synchronous. In other words, these movements can be unequally out of phase with the swell. It is understood that then percussions between the two structurespossibles, with consequent damage to said structures.
Une première solution à ce problème consiste à calculer et dessiner lesstructures en cause de manière qu'elles puissent résister à de tels chocs. C'est làune solution coûteuse car elle conduit à surdimensionner et/ou à compliquer cesstructures pour leur permettre de résister à ces chocs. D'autres solutions ont été proposées, notamment dans le cas pratiquefréquent de l'installation d'un pont sur une plate-forme flottante, le pont étant portépar une barge pour pouvoir être entraîné en flottaison jusqu'au-dessus de la plate-forme flottante sur laquelle il doit être déposé.A first solution to this problem is to calculate and draw the structures in question so that they can withstand such shocks. This is an expensive solution because it leads to oversize and / or complicate structures to enable them to withstand these shocks. Other solutions have been proposed, particularly in the practical case of the installation of a bridge on a floating platform, the bridge being carried by a barge to be driven in flotation to the top of the platform floating on which it must be deposited.
Ces solutions consistent à disposer des moyens d'amortissement de chocsentre le pont et la plate-forme et/ou entre le pont et la barge lors des manœuvres derapprochement et d’assemblage du pont et de la plate-forme. C'est ainsi qu'on connaît les systèmes d'assemblage dits SMART LEG etUNIDECK-TPG développés par les sociétés françaises ETPM et TPG,respectivement, ainsi que les systèmes conçus pour les plates-formes HUTTON TLPet WANDOO par la société française PSC FREYSINNET et la société anglaiseKELLOGG BROWN & ROOT, respectivement.These solutions consist in providing the shock absorber damping means bridge and platform and / or between the bridge and the barge during the maneuvers approximation and assembly of the bridge and the platform. Thus we know the assembly systems called SMART LEG and UNIDECK-TPG developed by the French companies ETPM and TPG, respectively, as well as the systems designed for the platforms HUTTON TLP and WANDOO by the French company PSC FREYSINNET and the English companyKELLOGG BROWN & ROOT, respectively.
Ces systèmes, pour efficaces qu'ils puissent être, n'en présentent pas moinsl'inconvénient d'être coûteux, tant en matériel qu'en énergie à consommer pendantl'installation, ou sont limités à une utilisation par mer calme.These systems, effective as they may be, nonetheless have the disadvantage of being expensive, both in terms of equipment and energy to be consumed during installation, or are limited to use in calm waters.
La présente invention a précisément pour but de fournir un procédéd'installation d'une structure sur une plate-forme flottante, qui soit à la fois sûr et decoût contenu. 0Î240 1 2The present invention is specifically intended to provide a method of installation of a structure on a floating platform, which is both safe and low-cost content. 0Î240 1 2
On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecturede la description qui va suivre, avec un procédé d'installation en mer d'une structuresur une plate-forme flottante comprenant au moins une colonne de support de laditestructure et une embase, suivant lequel a) on entraîne ladite structure en flottaisonau-dessus de ladite plate-forme, et b) on établit un contact d'appui entre laditestructure et ladite colonne, ce procédé étant remarquable en ce que, avant l'étape b),on installe au moins une ligne tendue sensiblement verticale entre ladite structure etladite embase et en ce que, pendant l'étape b), on maintient constamment unetension dans ladite ligne.This object of the invention is attained, as well as others which will appear on reading the description which follows, with a method of installation at sea of a structure on a floating platform comprising at least one support column of said structure and a base, according to which a) said floatation structure is conducted above said platform, and b) a bearing contact is established between said structure and said column, which method is remarkable in that, prior to step b), at least one substantially vertical tension line is installed between said structure and said base and that during step b), a tension in said line is constantly maintained.
Comme on le verra plus loin en détail, cette tension permanente dans la lignependant le dépôt de la structure sur la plate-forme, assure le synchronisme desdéplacements de la structure et de la plate-forme sous l'effet de la houle, ce quiprévient tout choc éventuellement dommageable entre celles-ci.As will be seen below in detail, this permanent tension in the line during the deposition of the structure on the platform, ensures the synchronism of displacements of the structure and the platform under the effect of the swell, which presupposes any possibly damaging shock between them.
Selon d'autres caractéristiques, optionnelles, de la présente invention : - quand ladite structure comprend un pont monté sur une barge pour êtreentraîné en flottaison au-dessus de ladite plate-forme, on installe ladite ligne tendueentre ladite barge et ladite embase, - on dépose ledit pont sur ladite colonne par au moins un des moyens dugroupe constitué par : le déballastage de ladite plate-forme flottante, le ballastage deladite barge, une traction sur ladite ligne tendue.According to other features, optional, of the present invention: when said structure comprises a bridge mounted on a barge to be driven in flotation above said platform, said line is installed between said barge and said base, depositing said bridge on said column by at least one of the group means constituted by: the deballasting of said floating platform, the ballasting of said barge, a pull on said stretched line.
La présente invention fournit également un dispositif pour la mise en œuvrede ce procédé, comprenant une structure en flottaison au-dessus d'une plate-formeflottante constituée d'au moins une colonne débordant verticalement d'une embase,ce dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend au moins une lignesensiblement verticale, tendue entre ladite structure en flottaison et ladite embase deladite plate-forme.The present invention also provides a device for carrying out this method, comprising a floating structure above a floating platform consisting of at least one column projecting vertically from a base, this device being remarkable in that it comprises at least one substantially vertical line stretched between said floating structure and said base of said platform.
Quand la structure est constituée par un pont mis en flottaison par une barge,le dispositif comprend des moyens de support du pont installés entre ledit pont etladite barge. La barge comporte des moyens de mise en tension de ladite ligne. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront àla lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel : la figure 1 est une vue en coupe, schématique, d'un mode de réalisation du dispositif pour la mise en œuvre du procédé suivant l'invention, et - les figures 2A à 2H illustrent diverses étapes successives de ce procédé. 3 0Î2401When the structure is constituted by a bridge floated by a barge, the device comprises bridge support means installed between said bridge and said barge. The barge comprises means for tensioning said line. Other features and advantages of the present invention will appear on reading the following description and on examining the appended drawing in which: FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of an embodiment of the device for the implementation of the method according to the invention, and - Figures 2A to 2H illustrate various successive steps of this method. 3 0Î2401
On se réfère à la figure 1 du dessin annexé où le dispositif représentécomprend une plate-forme 1 flottante et une structure 2 également flottante. La plate-forme 1 est classiquement constituée d'une embase 3 de laquelle débordeverticalement une ou plusieurs colonnes 4-, (typiquement, i = 1 à 8), lesdites colonnesémergeant au-dessus de la surface 5 de l'eau.Referring to Figure 1 of the accompanying drawing wherein the devicecomprises a floating platform 1 and a structure 2 also floating. The platform 1 is conventionally constituted by a base 3 of which vertically exceeds one or more columns 4-, (typically, i = 1 to 8), said columns emerging above the surface 5 of the water.
La structure flottante, dans le mode de réalisation représenté, est constituéepar une barge 6 portant un pont 7. La barge 6 sert à entraîner le pont 2 dans laposition représentée à la figure 1, au-dessus et en repérage avec les colonnes 4s dela plate-forme 1. Un mouvement relatif vertical permet ensuite de déposer le pont surles têtes des colonnes 4,, comme on le verra dans la suite de la présente description.The floating structure, in the embodiment shown, is constituted by a barge 6 carrying a bridge 7. The barge 6 serves to drive the bridge 2 in the position shown in Figure 1, above and in register with the columns 4s dela plate 1. A vertical relative movement then allows to deposit the bridge on the heads of columns 4 ,, as will be seen in the following description.
Entre la barge et le pont sont interposés des supports amovibles 8j reposantchacun sur un renfort 9, correspondant de la barge, selon une disposition classique.Between the barge and the deck are interposed removable supports 8j restingchacun on a reinforcement 9, corresponding to the barge, according to a conventional arrangement.
La plate-forme 1 et la barge 6 sont équipées classiquement de moyens deballastage et de déballastage (non représentés).The platform 1 and the barge 6 are conventionally equipped with deballasting and deballasting means (not shown).
Le pont 7 peut être, ou non, "intégré". Dans le cas d’un pont intégré, celui-ciest équipé de manière à permettre l'exploration et/ou l'exploitation d'un site tel qu'unchamp pétrolier sous-marin par exemple.The bridge 7 may or may not be "integrated". In the case of an integrated bridge, it is equipped to allow the exploration and / or exploitation of a site such as submarine oilfield for example.
Suivant une caractéristique de la présente invention, dans la position relativede la plate-forme 1 et de la structure 2 représentée à la figure 1, au moins une, et depréférence plusieurs, lignes 10k sensiblement verticales, sont installées entre labarge 6 et l'embase 3 de la plate-forme 1.According to a feature of the present invention, in the relative position of the platform 1 and the structure 2 shown in FIG. 1, at least one, and preferably several, substantially vertical lines 10k are installed between the floor 6 and the base 3 of the platform 1.
Chaque ligne 10k est, à son extrémité basse, ancrée sur l'embase 3 au moyend'une liaison 11k, à oreille et manille par exemple et, à son extrémité haute,raccordée à des moyens de mise en tension 12k de la ligne, portés par la barge 6.Each line 10k is, at its lower end, anchored to the base 3 by means of a connection 11k, ear and shackle for example and, at its upper end, connected to tensioning means 12k of the line, worn by the barge 6.
Les lignes 10k peuvent être constituées par des chaînes ou des câbles. Dansce cas les moyens de mise en tension 12k peuvent être constitués par des treuils oudes vérins. Elles peuvent être aussi constituées par des tiges ou des tubes, mis entension par des vérins, par exemple.The lines 10k may be formed by chains or cables. In this case the tensioning means 12k may be constituted by winches or jacks. They can also be constituted by rods or tubes, put entension by jacks, for example.
Sur la figure 1 apparaissent des moyens de défense 131t 132, ... tels que desbouées ou des guides latéraux interposés entre le pont 7 et les parties adjacentesdes colonnes 4-, de la plate-forme 1, au niveau de la surface 5 de l'eau. Ces bouéesou guides amortissent et limitent les mouvements horizontaux relatifs de la plate-forme et de la barge, de manière à maintenir ceux-ci, en projection sur un planhorizontal, dans une position relative prédéterminée, propre à assurer la déposeultérieure du pont sur les têtes de colonnes dans cette même position. 4 Οι 24 0 1In FIG. 1 appear defense means 131t 132, ... such as deburs or lateral guides interposed between the bridge 7 and the adjacent parts of the columns 4, of the platform 1, at the level of the surface 5 of the 'water. These buoys or guides dampen and limit the relative horizontal movements of the platform and the barge, so as to maintain these, in projection on ahorizontal plane, in a predetermined relative position, suitable for ensuring the deposition of the bridge on the heads columns in this same position. 4 Οι 24 0 1
On se réfère maintenant aux figures 2A à 2H du dessin annexé pour décrire leprocédé d'installation, suivant l'invention, du pont 7 sur la plate-forme 1.Referring now to Figures 2A-2H of the accompanying drawing to describe the installation method, according to the invention, of the bridge 7 on the platform 1.
Dans une première étape, le pont 7 mis en flottaison grâce à la barge 6 (fig.2A) est remorqué jusqu'à la position représentée à la figure 2B, où il se trouve audroit des colonnes 4j sur lesquelles il doit être déposé.In a first step, the bridge 7 floated through the barge 6 (fig.2A) is towed to the position shown in Figure 2B, where it is audroit columns 4j on which it must be deposited.
Dans cette position, il est équipé des lignes 10k, des moyens de mise entension 12k de ces lignes et des moyens de défense 13i, 132..., décrits en liaisonavec la figure 1. Les opérations de rapprochement et de mise en contact d'appui dupont 7 et des têtes de colonne 4j peuvent alors commencer, quand bien même la merserait agitée.In this position, it is equipped with the lines 10k, 12k entanglement means of these lines and the defenses 13i, 132 ..., described in connection with Figure 1. The operations of approximation and bringing into contact with each other. support dupont 7 and 4j column heads can then begin, even if the sers agitated.
Pour ce faire on peut déballaster la plate-forme 1, comme illustré par la figure2D jusqu'à faire remonter les têtes de colonnes contre la sous-face du pont 7 (figure2E).To do this we can déballaster the platform 1, as shown in Figure2D to raise the heads of columns against the underside of the bridge 7 (Figure2E).
On comprend que cette remontée de la plate-forme 1 aurait, en l'absence detoute contre-mesure, pour effet de détendre les lignes 10k et donc de rétablir uneliberté de mouvement vertical relatif entre la plate-forme 1 et la structure 2. Sousl'effet de la houle, les deux structures alors découplées pourraient oscillerverticalement indépendamment l'une de l'autre, en déphasage. De telles oscillations,notamment quand elles sont en contre-phase, peuvent entraîner des chocs violentsentre la plate-forme 1 et le pont 7, phénomène connu sous le nom de "pilonnement".It is understood that this rise of the platform 1 would have, in the absence of any countermeasure, the effect of relaxing the lines 10k and thus restore relative freedom of movement relative to the platform 1 and structure 2. Sousl 'effect of the swell, the two structures then decoupled could oscillerverticalement independently of one another, out of phase. Such oscillations, especially when they are in counter-phase, can cause violent shocks between the platform 1 and the bridge 7, a phenomenon known as "heaving".
Suivant la présente invention, on prévient ce découplage des structures et seséventuelles conséquences destructrices, en maintenant constamment, pendant lerapprochement, une tension dans les lignes 10k, suffisante pour maintenir lacohésion de l'ensemble formé par ces structures.According to the present invention, this decoupling of the structures and its possible destructive consequences is prevented, by constantly maintaining, during the approach, a tension in the lines 10k, sufficient to maintain the adhesion of the assembly formed by these structures.
Les oscillations de la structure 2 dues à la houle sont alors synchroniséesavec celles de la plate-forme 1 et la distance qui sépare le pont 7 des têtes descolonnes 4j peut être réduite, sans à-coups, par un déballastage progressif de laplate-forme, associé à une absorption continue de la réduction de la longueur deslignes 10k par les moyens de mise en tension 12k. Ces derniers sont commandés demanière à établir une tension prédéterminée dans ces lignes, propres à maintenir lacohésion évoquée ci-dessus, dans les conditions d'environnement de l'installation àexécuter. Les conditions sont caractérisées, notamment, par l'amplitude maximale dela houle susceptible d'affecter le site de l'installation.Oscillations of the structure 2 due to the swell are then synchronized with those of the platform 1 and the distance separating the bridge 7 from the crossheads 4j can be smoothly reduced by a progressive deballasting of the platform, associated with a continuous absorption of the reduction of the line length 10k by the tensioning means 12k. The latter are controlled in order to establish a predetermined voltage in these lines, suitable for maintaining the adhesion mentioned above, under the environmental conditions of the installation to be executed. The conditions are characterized in particular by the maximum amplitude of the swell likely to affect the site of the installation.
La plate-forme étant alors en appui sur les têtes des colonnes 4j (figure 2F) onfixe celle-ci sur les têtes de colonne par tout moyen connu pour ce faire. On écarte ο ’ 24 0 1 5 ensuite verticalement la barge 6 du pont 7, par ballastage de cette barge, associé àune absorption continue de la réduction de la longueur des lignes 10k par les moyensde mise en tension 12k. Les supports 8} cessent ainsi d'être pincés entre le pont 7 etla barge 6 et peuvent être évacués. De même les lignes 10k, devenues inutiles, sontdémontées et évacuées (fig. 2G). La barge 6 est ensuite dégagée de la plate-forme 1(fig. 2H).The platform then being supported on the heads of the columns 4j (FIG. 2F) is attached to the heads of the column by any known means for this purpose. The barge 6 of the deck 7 is then moved vertically, by ballasting this barge, associated with a continuous absorption of the reduction in the length of the lines 10k by the tensioning means 12k. The supports 8} thus stop being pinched between the bridge 7 and the barge 6 and can be evacuated. In the same way the lines 10k, become useless, are dismounted and evacuated (Fig. 2G). The barge 6 is then released from the platform 1 (FIG 2H).
Celle-ci peut alors être déballastée pour rétablir un tirant d'air de consigneentre le pont et la surface de l'eau.This can then be unpacked to restore a set airflow between the deck and the surface of the water.
On comprend que le rapprochement du pont et des têtes des colonnes 4j (fig.2D et 2E) peut être obtenu, outre par le déballastage décrit ci-dessus de la plate-forme 1, par le ballastage de la barge 6 et par une traction exercée sur les lignes 10k,ou par toute combinaison adéquate de ces trois moyens, pour autant que lanécessaire cohésion de l'ensemble constitué par la structure 2 et la plate-forme 1 soitmaintenue pendant cette opération de rapprochement, comme décrit ci-dessus. L'utilisation du déballastage de la plate-forme ou du ballastage de la barge estparticulièrement économique en terme d'énergie à fournir pour établir le pont sur lestêtes des colonnes de la plate-forme.It is understood that the approach of the bridge and the heads of the columns 4j (fig.2D and 2E) can be obtained, in addition to the deballasting described above of the platform 1, by ballasting the barge 6 and by traction exerted on the lines 10k, or by any suitable combination of these three means, provided that the necessary cohesion of the assembly constituted by the structure 2 and the platform 1 is maintained during this approach operation, as described above. The use of deballasting of the platform or the ballast of the barge is particularly economical in terms of the energy to be provided to bridge the head of the columns of the platform.
On pourrait aussi, en remplaçant les supports 8j par des vérins, assurer ledépôt du pont 7 sur les têtes des colonnes par vérinage, mais cette solution est pluscoûteuse en énergie que celle qui procède par ballastage et/ou déballastage. A titre d'exemple illustratif et non limitatif, il est ainsi possible d'installer, demanière sûre et économique, un pont de 10 000 tonnes porté par une barge de 20 000tonnes de déplacement, sur une plate-forme de 200 000 tonnes de déplacement, pardes houles de 2 à 4 m d'amplitude. Dans cet exemple on utilise quatre lignes 10k,tendue chacune à 1000 tonnes.It would also be possible, by replacing the brackets 8j by cylinders, ensure thedépôt bridge 7 on the heads of columns by jacking, but this solution is more expensive energy than that which proceeds by ballasting and / or deballasting. By way of illustrative and nonlimiting example, it is thus possible to install, in a safe and economical manner, a bridge of 10,000 tons carried by a barge of 20,000 tons of displacement, on a platform of 200,000 tons of displacement. , by waves of 2 to 4 m of amplitude. In this example we use four 10k lines, each stretched to 1000 tons.
On a décrit ci-dessus le procédé suivant l'invention dans son application àl’installation d'un pont sur une plate-forme flottante semi-submersible. Il est claircependant pour l'homme de métier qu'il est applicable également à l'installation deplates-formes sur lignes tendues, à des plates-formes gravitaires et à des SPAR, parexemple.The method according to the invention has been described above in its application to the installation of a bridge on a semi-submersible floating platform. However, it is clear to those skilled in the art that it is also applicable to the installation of platforms on tensioned lines, gravity platforms and SPAR, for example.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit etreprésenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'invention n'est paslimitée à l'installation d'un pont mis en flottaison au moyen d'une barge et s'étendévidemment à l'installation d'un pont du type "pont-coque" flottable, intégrant sespropres moyens de flottaison. C'est ainsi encore qu'on pourrait démonter le pont, à la 01240, 6 fin de la vie utile de la plate-forme, par exemple, en inversant l'ordre des étapes duprocédé décrit ci-dessus.Naturally, the invention is not limited to the embodiment described hereinbefore which has been given by way of example only. Thus, the invention is notlimited to the installation of a bridge floated by means of a barge and obviously extends to the installation of a bridge type "deck-hull" buoyant, incorporating his own means of flotation. Thus again we could dismantle the bridge, at 01240, 6 end of the useful life of the platform, for example, by reversing the order of the steps of the method described above.
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