OA12401A - Procédé et dispositif d'instllation en mer d'une structure sur une plate-forme fottante. - Google Patents

Description

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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.

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.

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.

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.

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 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.

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.

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.

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.

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 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.

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.

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.

La plate-forme 1 et la barge 6 sont équipées classiquement de moyens deballastage et de déballastage (non représentés).

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.

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.

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.

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.

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 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.

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.

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.

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).

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".

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.

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.

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).

Celle-ci peut alors être déballastée pour rétablir un tirant d'air de consigneentre le pont et la surface de l'eau.

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.

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.

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.

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.

Claims (12)

1. 012401 7 REVENDICATIONS

   1. Procédé d'installation en mer d'une structure (2) sur une plate-formeflottante (1), comprenant au moins une colonne (4f) de support de ladite structure (2)et une embase (3), suivant lequel : a) on entraîne ladite structure (2) en flottaison au-dessus de ladite plate-forme (1). et b) on établit un contact d'appui entre ladite structure (2) et ladite colonne (4f),ce procédé étant caractérisé en ce que, avant l'étape b), on installe au moins uneligne tendue (10k) sensiblement verticale entre ladite structure (2) et ladite embase (3) et en ce que, pendant l'étape b), on maintient constamment une tension dansladite ligne (10k).
2. 2. Procédé conforme à la revendication 1, dans lequel ladite structure (2)comprend un pont (7) monté sur une barge (6) pour être entraînée en flottaison au-dessus de ladite plate-forme (1), caractérisé en ce qu'on installe ladite ligne tendue(10k) entre ladite barge (6) et ladite embase (3).
3. 3. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'ondépose ledit pont (7) sur ladite colonne (4,·) par au moins un des moyens du groupeconstitué par : le déballastage de ladite plate-forme flottante (1), le ballastage deladite barge (6), une traction sur ladite ligne tendue (10k).
4. 4. Procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu’ondépose ledit pont (7) sur ladite colonne (4j) de ladite plate-forme (1) par vérinage.
5. 5. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 2 et 3,caractérisé en ce que, après le dépôt du pont (7) sur ladite plate-forme (1), on écarteverticalement la barge (6) dudit pont (7) par ballastage de ladite barge (6) et tractionsur les lignes tendues (10k), on supprime la liaison précédemment établie par laditeligne tendue (10k) et on dégage ladite barge (6) de ladite plate-forme (1).
6. 6. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé conforme à l'unequelconque des revendications 1 à 5, comprenant une structure en flottaison (2) au-dessus d'une plate-forme (1) flottante constituée d'au moins une colonne (4j)débordant verticalement d'une embase (3), caractérisé en ce qu'il comprend aumoins une ligne (10k) sensiblement verticale, tendue entre ladite structure (2) enflottaison et ladite embase (3) de ladite plate-forme (1).
7. 7. Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que laditestructure (2) est constituée par un pont (7) mis en flottaison par une barge (6), des 8 012401 moyens (8k) de support du pont (7) étant installés entre ledit pont (7) et ladite barge (6).
8. 8. Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que laditebarge (6) comporte des moyens (12k) de mise en tension de ladite ligne (10k).
9. 9. Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend une pluralité de lignes tendues (10k).
10. 10. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 9,caractérisé en ce que ladite structure (2) et ladite plate-forme (1 ) comprennent desmoyens de ballastage et de déballastage.
11. 11. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de support (8k) comprennent des vérins.
12. 12. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 11,caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de défense (13i, 1 32i...) pour maintenirladite structure (2), en projection sur un plan horizontal, dans une position 15 prédéterminée relativement à ladite plate-forme (1).