OA19062A - Method for monitoring the thrust of an underwater pipe buoy. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de surveillance de la variation de la poussée exercée par au moins une bouée (2) exerçant une traction sur une conduite sous-marine (1), dans lequel : 1) on mesure la déformation d'au moins une fibre optique (3) en mesurant la variation d'un signal optique dans la dite fibre s'étendant sur la surface ou noyée solidairement dans la masse d'au moins l'un des éléments support suivants : (a) la bouée, (b) une partie au moins de : (b1) la longueur de la paroi tubulaire de la conduite ou (b2) un revêtement anticorrosion ou un matériau isolant thermique fixé en surface de ladite conduite, sur laquelle la dite bouée exerce une traction, et (c) une pièce de butée (4) solidaire de ladite conduite ou bouée et sur laquelle la dite bouée exerce la dite poussée, 2) on détermine une variation de la dite poussée exercée par la dite bouée en fonction de ladite variation du signal optique. The invention relates to a method for monitoring the variation in the thrust exerted by at least one buoy (2) exerting traction on an underwater pipe (1), in which: 1) the deformation of at least one is measured optical fiber (3) by measuring the variation of an optical signal in said fiber extending over the surface or embedded in the mass of at least one of the following support elements: (a) the buoy, (b ) at least part of: (b1) the length of the tubular wall of the pipe or (b2) an anti-corrosion coating or a thermal insulating material fixed to the surface of said pipe, on which said buoy exerts a traction, and (c ) an abutment piece (4) integral with said pipe or buoy and on which said buoy exerts said thrust, 2) a variation of said thrust exerted by said buoy is determined as a function of said variation of the optical signal.
Description
Titre de l'inventionTitle of invention
Procédé de surveillance de la poussée d'une bouée de conduite sousmarineMethod for monitoring the thrust of an underwater pipe buoy
Arrière-plan de l'inventionInvention background
La présente invention se rapporte au domaine général des conduites sous-marines de transport de fluides assurant la liaison fondsurface pour le transfert d'hydrocarbures, par exemple de pétrole et de ___________gaz, issus de puits de production sous-marins. Plus particulièrement, la 10 présente invention se rapporte au domaine général des conduites sousmarines de transport du type conduites rigides connues sous la dénomination de riser y compris du type SCR (« steel catenary riser ») ou des conduites flexibles.The present invention relates to the general field of underwater pipelines for transporting fluids ensuring the fundurface connection for the transfer of hydrocarbons, for example petroleum and gas __________, from underwater production wells. More particularly, the present invention relates to the general field of submarine transport pipes of the rigid pipe type known under the name of riser including of the SCR (steel catenary riser) type or flexible pipes.
Les conduites sous-marines de transport de fluides sont couramment utilisées dans la production offshore d'hydrocarbures. Ainsi, dans un champ de production offshore, on exploite généralement plusieurs puits qui peuvent être séparés les uns des autres de plusieurs kilomètres, voire dizaines de kilomètres. Les fluides issus des divers puits doivent être collectés par des conduites posées au fond de la mer et 20 transférés par des conduites de liaison fond-surface depuis une conduite sous-marine reposant au fond de la mer vers une installation en surface qui va les recueillir, par exemple au niveau d'un navire ou d'un point de collecte situé sur la côte.Underwater fluid transport pipes are commonly used in the offshore production of hydrocarbons. Thus, in an offshore production field, one generally exploits several wells which can be separated from each other by several kilometers, even tens of kilometers. The fluids from the various wells must be collected by pipes laid at the bottom of the sea and transferred by bottom-surface connecting pipes from an underwater pipe resting at the bottom of the sea to a surface installation which will collect them. , for example at the level of a ship or a collection point located on the coast.
L'invention s'intéresse plus particulièrement aux conduites équipées de flotteurs ou bouées immergés le long d'une partie au moins de la conduite pour en assurer le tensionnement entre le fond et la surface pour exercer sur la conduite une tension permettant de maintenir la conduite en position de liaison fond-surface, le cas échéant en position verticale.The invention relates more particularly to pipes equipped with floats or buoys immersed along at least part of the pipe to ensure tensioning between the bottom and the surface to exert a tension on the pipe to maintain the pipe in the bottom-surface connection position, if necessary in a vertical position.
Plus particulièrement, on met en œuvre des bouées entourant la conduite coaxialement. Typiquement, un module de bouée a généralement une forme cylindrique, creux ou plein et constitué en une seule ou en plusieurs parties, notamment deux demi-bouées, formant une bouée cylindrique entourant la conduite coaxialement, une fois 35 assemblée(s). Plus particulièrement encore, on met en œuvre des ensembles de bouées disposées en chapelet le long d'une partie au moins de la conduite.More particularly, it implements buoys surrounding the pipe coaxially. Typically, a buoy module generally has a cylindrical, hollow or solid shape and consisting of a single or several parts, in particular two half-buoys, forming a cylindrical buoy surrounding the pipe coaxially, once assembled. More particularly still, sets of buoys arranged in a chain are used along at least part of the pipe.
Généralement, les bouées utilisées pour les conduites sousmarines de transport de fluides dans la production offshore 5 d'hydrocarbures offshore sont en mousse par exemple en PU ou PP syntactique.Generally, the buoys used for underwater fluid transport pipes in the offshore production of offshore hydrocarbons are made of foam, for example in PU or syntactic PP.
Ces installations sous-marines et équipements restant sous l'eau à de grandes profondeurs pour de longues durées (20 ans et plus), les Κηιιρρς.....ΐηςίΑίΙρρς rlnivpni- rlnnc pgalAmpnt tpnir cpq pxigpncps dp contraintes mécaniques élevées pour résister à la pression du fond de la mer. En effet, la pression de l'eau étant sensiblement de 0.1 MPa, soit environ 1 bar pour 10 m de profondeur, la pression à laquelle doivent résister les conduites sous-marines est alors d’environ 10 MPa, soit environ 100 bars pour 1000 m de profondeur et d'environ 30 MPa, soit 15 environ 300 bars pour 3000 m de profondeur.These underwater installations and equipment remaining underwater at great depths for long periods (20 years and more), the lesηιιρρς ..... ΐηςίΑίΙρρς rlnivpni- rlnnc pgalAmpnt tpnir cpq pxigpncps dp high mechanical stresses to resist the pressure from the bottom of the sea. Indeed, the water pressure being substantially 0.1 MPa, or approximately 1 bar for 10 m deep, the pressure which the underwater pipes must withstand is then approximately 10 MPa , or about 100 bars for 1000 m depth and about 30 MPa, or about 300 bars for 3000 m depth.
Or, l'expérience montre que ces bouées se détériorent avec le temps. Et, la détérioration de la bouée immergée au cours du temps induit une diminution de la flottabilité et donc de la poussée exercée par labouée, qui peut être liée à une détérioration du matériau de flottabilité 20 constituant la bouée et/ou une variation de volume de la bouée, résultant de la compression à laquelle elle est soumise en particulier à grande profondeur. Dans le cas des bouées à base de mousse syntactique, cette détérioration de la bouée peut être due à l'infiltration d'eau dans la bouée causant une hydrolyse des billes de verre contenues dans la bouée.However, experience shows that these buoys deteriorate over time. And, the deterioration of the submerged buoy over time induces a reduction in the buoyancy and therefore of the buoyancy force, which can be linked to a deterioration of the buoyancy material constituting the buoy and / or a variation in volume of the buoy, resulting from the compression to which it is subjected in particular at great depth. In the case of buoys based on syntactic foam, this deterioration of the buoy may be due to the infiltration of water into the buoy causing hydrolysis of the glass beads contained in the buoy.
On connaît les systèmes de mesure de déformation de fibre optique par exemple déformation de courbure ou déformation de _____longueur. Dans le cas d'une fibre à réseaux de Bragg, un faisceau___ lumineux est envoyé dans la fibre, une onde est réfléchie à chaque réseau de Bragg, la longueur d'onde de cette onde réfléchie est dépendante du pas du réseau et de l'indice de réfraction du cœur de la fibre. Les réseaux ayant des pas différents, on peut ainsi différencier les ondes réfléchies. Du fait que les variations de contrainte et de température affectent à la fois l'indice de réfraction et le pas du réseau, ce qui se traduit par un décalage de la longueur d'onde réfléchie, on associe à cette fibre à réseaux deSystems for measuring optical fiber deformation are known, for example curvature deformation or _____length deformation. In the case of a Bragg grating fiber, a light beam is sent into the fiber, a wave is reflected at each Bragg grating, the wavelength of this reflected wave is dependent on the pitch of the grating and the refractive index of the fiber core. The networks having different pitches, it is thus possible to differentiate the reflected waves. Because the stress and temperature variations affect both the refractive index and the lattice pitch, which results in a shift in the reflected wavelength, this lattice fiber is associated with
Bragg une fibre du type à effet Raman pour décorréler la variation du signal due à la déformation de la fibre de la variation du signal due à la^ variation de la température. Dans le cas d'une fibre à rétrodiffusion de Brillouin, un faisceau lumineux est envoyé dans la fibre, l'onde rétrodiffusée subit un décalage fréquentiel dépendant de la variation de température et de déformation. Il faut donc aussi associer cette fibre 5 d'une fibre du type à effet Raman (qui mesure uniquement la variation de température) pour décorréler la variation du signal due à la déformation de la fibre de la variation du signal due à la variation de la température. La technologie de mesure de déformation par fibre optique permet, à partir d'un laser traversant la fibre, d'obtenir l'élongation de la fibre et 10 donc la déformation du matériau en contact de la fibre. Une fibre optique peut mesurer une micro déformation et cette dernière peut être reportée à l'aide de réseaux de Bragg ou en utilisant la rétrodiffusion de Brillouin. Dans le cas d'extensomètre à réseaux de Bragg, lorsque la fibre optique subit une déformation, le pas du réseau de Bragg (microstructure gravée 15 dans le cœur de la fibre) change et la réflexion de la lumière s'en trouve modifiée.Bragg a Raman effect type fiber to decorrelate the signal variation due to the fiber deformation from the signal variation due to the temperature variation. In the case of a Brillouin backscatter fiber, a light beam is sent into the fiber, the backscattered wave undergoes a frequency shift depending on the variation in temperature and deformation. It is therefore also necessary to associate this fiber 5 with a fiber of the Raman effect type (which only measures the temperature variation) to decorrelate the variation of the signal due to the deformation of the fiber from the variation of the signal due to the variation of the temperature. The optical fiber deformation measurement technology makes it possible, from a laser passing through the fiber, to obtain the elongation of the fiber and therefore the deformation of the material in contact with the fiber. An optical fiber can measure a micro deformation and this can be reported using Bragg gratings or using Brillouin backscattering. In the case of a Bragg grating extensometer, when the optical fiber undergoes a deformation, the pitch of the Bragg grating (microstructure etched in the core of the fiber) changes and the reflection of the light is thereby modified.
Le but de la présente invention est de fournir un procédé pour surveiller et évaluer en temps réel la poussée des bouées de flottabilité des conduites sous-marine de liaison fond-surface au cours de leur vie afin 20 de pouvoir les changer si nécessaire.The object of the present invention is to provide a method for monitoring and evaluating in real time the buoyancy buoyancy of underwater bottom-surface connection pipes during their lifetime so that they can be changed if necessary.
US 2016/161350 décrit un procédé de détermination des contraintes d'une structure support, à savoir une conduite, sur laquelle une fibre optique est enroulée hélicoïdalement. On mesure la déformation de la fibre pour étudier les contraintes sur la conduite et non pas les 25 conséquences de celles-ci sur une éventuelle dégradation des propriétés de poussée d'une bouée montée sur la conduite _______________Dans WO 2009/158630, on utilise une fibre optique pour mesurer les caractéristiques d'une émission acoustique résultant d'une fuite de fluide dans une conduite et estimer le diamètre de l'orifice de la 30 fuite et le débit de celle-ci.US 2016/161350 describes a method for determining the stresses of a support structure, namely a pipe, on which an optical fiber is wound helically. The deformation of the fiber is measured to study the stresses on the pipe and not the consequences of these on a possible degradation of the pushing properties of a buoy mounted on the pipe _______________ In WO 2009/158630, a fiber is used optics for measuring the characteristics of an acoustic emission resulting from a leak of fluid in a pipe and for estimating the diameter of the orifice of the leak and the flow rate of the latter.
Dans US 2014/338918, on décrit des moyens de contrôler et d'ajuster la flottabilité d'une chambre de flottabilité en fonction des variations de tensions verticales appliquées sur les conduites de forage au niveau d'un puits de forage au fond de la mer. On fait volontairement 35 varier la flottabilité du flotteur en ajustant les quantités de gaz ou de fluide contenues dans le flotteur par des opérations de ballastage /^ déballastage. Pour ce faire, dans un mode de réalisation, on mesure le signal d'un capteur de charge disposé au niveau d'une butée sur laquelle s'applique la poussée du flotteur (voir paragraphe 40, page 4 colonne de gauche). Toutefois, on ne décrit, ni ne suggère de mesurer la déformation d'une fibre optique appliquée dans ou sur une pièce de butée déformable élastiquement par compression pour surveiller la variation de la poussée exercée par une bouée sur une conduite sur laquelle elle s'applique afin de contrôler l'état de la bouée.In US 2014/338918, we describe means of controlling and adjusting the buoyancy of a buoyancy chamber as a function of the variations in vertical tensions applied to the drilling pipes at the level of a wellbore at the bottom of the sea The buoyancy of the float is deliberately varied by adjusting the amounts of gas or fluid contained in the float by ballasting / deballasting operations. To do this, in one embodiment, the signal from a load sensor positioned at a stop on which the thrust of the float is applied is measured (see paragraph 40, page 4 on the left column). However, it is neither described nor suggested to measure the deformation of an optical fiber applied in or on an elastically deformable abutment part by compression to monitor the variation of the thrust exerted by a buoy on a pipe to which it is applied. to check the condition of the buoy.
WQ 2014/016784 décrit tin procédé de surveillance de la flottabilité d'un flotteur exerçant une traction sur une conduite. Il est envisagé (voir paragraphe 33) que le détecteur de contrainte soit une fibre optique mais sans précision sur les modalités de mise en œuvre.WQ 2014/016784 describes a method for monitoring the buoyancy of a float exerting traction on a pipe. It is envisaged (see paragraph 33) that the stress detector is an optical fiber but without details on the implementation methods.
Dans US 2011/292384, on décrit la détection de contrainte au niveau du revêtement d'une conduite souple à l'aide de fibre optique.In US 2011/292384, stress detection is described at the level of the coating of a flexible pipe using optical fiber.
Dans US 2016/084065, WO2013/098546 et US 2004/035216, on décrit des capteurs de mesure de différents paramètres incluant des tensions et vibrations à l'aide d'une fibre optique appliquée sur un riser, sans évoquer ni suggérer la mesure de la variation de poussée d'une bouée montée sur ladite conduite.In US 2016/084065, WO2013 / 098546 and US 2004/035216, there are described sensors for measuring various parameters including voltages and vibrations using an optical fiber applied to a riser, without mentioning or suggesting the measurement of the variation in thrust of a buoy mounted on said pipe.
La présente invention fournit un procédé de surveillance de la variation au cours du temps de la poussée exercée par au moins une bouée montée sur une conduite sous-marine de liaison fond-surface et exerçant une traction sur ia dite conduite, caractérisé en ce qu'on réalise les étapes suivantes dans lesquelles :The present invention provides a method of monitoring the variation over time of the thrust exerted by at least one buoy mounted on an underwater bottom-surface connection pipe and exerting traction on said pipe, characterized in that the following steps are carried out in which:
1) on mesure la déformation d'au moins une fibre optique en mesurant la variation du signal optique dans la fibre optique par rapport à une valeur de référence du signal optique, la dite fibre optique s'étendant: au moins en partie dans une direction ayant une composante parallèle à la direction de la force de poussée exercée par la dite bouée sur la dite conduite, la dite fibre optique étant appliquée solidairement, de préférence par collage, sur la surface ou de préférence noyée solidairement dans la masse d'un matériau constitutif d'au moins une pièce de butée solidaire de ladite conduite ou de la bouée et sur laquelle la dite bouée exerce la dite poussée, ladite pièce de butée étant une pièce de butée intercalaire déformable élastiquement, disposée entre (i) une partie de la bouée et (ii) une pièce rigide de retenue solidaire de la dite i1) the deformation of at least one optical fiber is measured by measuring the variation of the optical signal in the optical fiber with respect to a reference value of the optical signal, said optical fiber extending: at least partly in one direction having a component parallel to the direction of the pushing force exerted by said buoy on said pipe, said optical fiber being applied integrally, preferably by gluing, to the surface or preferably embedded integrally in the mass of a material constituting at least one stop piece integral with said pipe or buoy and on which said buoy exerts said thrust, said stop piece being an elastically deformable intermediate stop piece, disposed between (i) a part of the buoy and (ii) a rigid retaining piece secured to said i
I iI i
conduite, la poussée exercée par ladite bouée venant comprimer la dite pièce de butée intercalaire, etdriving, the thrust exerted by said buoy compressing said intermediate stop piece, and
2) on détermine une variation de la dite poussée exercée par la dite bouée en fonction de ladite variation du signal optique telle que mesurée à l'étape 1) par rapport à une valeur du signal optique correspondant à une poussée initiale maximale de la bouée.2) a variation of said thrust exerted by said buoy is determined as a function of said variation of the optical signal as measured in step 1) with respect to a value of the optical signal corresponding to a maximum initial thrust of the buoy.
En particulier, la dite valeur de référence du signal optique est la valeur initiale mesurée une fois la conduite juste posée en mer, car c'est à ce moment au'on a une poussée d'Archimède maximale. Toutes les autres 10 mesures seront comparées à cet état initial.In particular, the said reference value of the optical signal is the initial value measured once the pipe has just been laid at sea, since this is when there is a maximum Archimedes thrust. All other 10 measurements will be compared to this initial state.
En pratique et à titre illustratif, on peut juger nécessaire de remplacer la bouée s'il y a une diminution de 20% de la poussée (donc une variation déterminée correspondante de la mesure du signal optique).In practice and by way of illustration, it may be deemed necessary to replace the buoy if there is a reduction of 20% in the thrust (therefore a corresponding determined variation in the measurement of the optical signal).
On comprend que la dite fibre optique est connectée à une fibre optique qui peut être intégrée à un ombilical, véhiculant le signal optique, de préférence le long de la conduite, notamment pour le monter en surface ou le descendre au fond de la mer.It is understood that said optical fiber is connected to an optical fiber which can be integrated into an umbilical, conveying the optical signal, preferably along the pipe, in particular for raising it to the surface or lowering it to the bottom of the sea.
Avantageusement, on peut réaliser, en atelier, une étape d'étalonnage à partir de mesures de déformations de fibres réalisées en 20 corrélation avec des variations connues de valeurs de poussées exercées par la dite bouée comprenant une dite fibre, les dites poussées pouvant être mesurées par des moyens mécaniques (ressorts) ou électroniques (jauges de contrainte)Advantageously, it is possible to carry out, in the workshop, a calibration step on the basis of fiber deformation measurements carried out in correlation with known variations in the values of thrusts exerted by said buoy comprising a said fiber, said thrusts being able to be measured. by mechanical (spring) or electronic (strain gauge) means
Plus particulièrement, à l'étape 1), on mesure la déformation d'au moins une fibre optique en utilisant au moins la rétrodiffusion de Brillouin ou une fibre optique à réseaux de Bragg, en mesurant la variation de la fréquence de l'onde rétrodiffusée ou respectivement la variation de_________ la longueur d'onde de l'onde réfléchie du signal optique réfléchi dans la fibre optique par rapport à une valeur de référence du signal optique de l'onde rétrodiffusée ou respectivement de l'onde réfléchie, et de préférence on associe à la dite fibre optique une fibre du type à effet Raman, notamment en cas de variation de température pour décorréler la variation du signal due à la déformation de la fibre de la variation du signal due à la variation de la température.More particularly, in step 1), the deformation of at least one optical fiber is measured by using at least Brillouin backscattering or an optical fiber with Bragg gratings, by measuring the variation of the frequency of the backscattered wave. or respectively the variation of_________ the wavelength of the reflected wave of the optical signal reflected in the optical fiber with respect to a reference value of the optical signal of the backscattered wave or respectively of the reflected wave, and preferably one associates with said optical fiber a fiber of the Raman effect type, in particular in the event of a temperature variation to decorrelate the variation of the signal due to the deformation of the fiber from the variation of the signal due to the variation of the temperature.
En pratique cette mesure de la variation de poussée d'Archimède est rendue possible car les matériaux mis en œuvre comme matériau constitutifs des bouées à savoir des matériaux synthétiques à base de PP ou PU, de préférence de la mousse syntactique, ou l'acier pour les conduites (acier) peuvent connaître des déformations pour les niveaux de poussées mises en œuvre sur la conduite par une bouée ou un 5 ensemble de bouée à savoir typiquement de 0.5 à 5 Tonnes, et à ces niveaux de poussée la déformation des dits matériaux constitutifs des bouées ou pièces de butée comprimés ou déformation des conduites en traction reste inférieure à la déformation maximale autorisée de la fibre optique, à savoir typiquement aux alentours de 1% en traction et 10% en 10 compression. Mais ce problème peut être déjoué en utilisant une fibre posée de façon non rectiligne telle qu'en hélice comme décrit ci-après. Donc la pose de la fibre doit être adaptée au matériau. Si le matériau est rigide et s'allonge moins que la fibre, une fibre posée de façon droite peut fonctionner. Si le matériau est très déformable et qu'il se déforme plus 15 que la fibre, la fibre ne peut pas être posée de façon droite mais en hélice par exemple.In practice, this measurement of the Archimedes' thrust variation is made possible because the materials used as the constituent material of the buoys, namely synthetic materials based on PP or PU, preferably syntactic foam, or steel for the pipes (steel) may experience deformations for the thrust levels implemented on the pipe by a buoy or a set of buoy, namely typically from 0.5 to 5 tonnes, and at these thrust levels the deformation of said constituent materials compressed buoys or abutments or deformation of the lines in tension remains less than the maximum authorized deformation of the optical fiber, namely typically around 1% in tension and 10% in compression. However, this problem can be overcome by using a fiber laid in a non-rectilinear manner such as in a helix as described below. So the laying of the fiber must be adapted to the material. If the material is rigid and elongates less than the fiber, a fiber laid straight can work. If the material is very deformable and it deforms more than the fiber, the fiber cannot be laid in a straight line but in a helix for example.
Si la fibre optique est appliquée sur ou dans un élément support constitué d'un matériau élastique de la dite pièce de butée, la dite fibre est déformée par compression comme les éléments supports concernés.If the optical fiber is applied to or in a support element made of an elastic material of the said abutment piece, the said fiber is deformed by compression like the support elements concerned.
II y a lieu de noter que le flotteur n'est soumis de manière sensible à la houle, au courant et au déplacement du flotteur, que si sa profondeur est de moins de 50 m. D'autre part, et en tout état de cause, ces sollicitations sont dynamiques et les variations de leurs composantes dans l'axe de poussée du flotteur sont rapides de sorte qu'elles peuvent 25 être aisément filtrées pour ne laisser apparaître que la déformation de la fibre et du support causée par la variation de poussée de la bouée laquelle est beaucoup plus lente.___________________________________________________It should be noted that the float is sensitive to swell, current and movement of the float only if its depth is less than 50 m. On the other hand, and in any event, these stresses are dynamic and the variations of their components in the thrust axis of the float are rapid so that they can be easily filtered so as to only show the deformation of the fiber and the support caused by the buoyancy variation of the buoy which is much slower .___________________________________________________
De préférence, la dite fibre optique est disposée dans ou à la surface d'une dite pièce de butée qui est une pièce de butée intercalaire déformable élastiquement en matériau élastomère, la dite bouée étant appliquée contre la pièce intercalaire initialement comprimée, et on détermine une diminution de la poussée de la bouée au cours du temps par expansion élastique de la dite pièce intercalaire découlant de la diminution de la compression et variation de volume de la pièce de butée 35 intercalaire, la dite bouée étant constituée d'un matériau de flottabilité plus rigide que celui de la pièce de butée intercalaire et qui ne connaît pas^ de déformation en élongation en cas de dégradation se traduisant par une diminution de la poussée exercée par ladite bouée.Preferably, said optical fiber is disposed in or on the surface of a said abutment piece which is an elastically deformable intermediate stopper piece made of elastomeric material, said buoy being applied against the initially compressed intermediate piece, and a decrease in buoyancy over time by elastic expansion of the said intermediate piece resulting from the reduction in compression and variation in volume of the intermediate stopper piece, the said buoy being made of a more buoyant material rigid as that of the intermediate stop piece and which does not experience any deformation in elongation in the event of degradation resulting in a reduction in the thrust exerted by said buoy.
On comprend que la pièce rigide de retenue sert de retenue en translation de la dite pièce de butée et donc de la dite bouée.It is understood that the rigid retaining piece serves as a retaining in translation of said abutment piece and therefore of said buoy.
Dans ce mode de réalisation, la bouée est appliquée contre la pièce intercalaire initialement comprimée, la pièce intercalaire est de moins en moins comprimée au cours du temps lorsqu'il y a diminution de la poussée de la bouée au cours du temps. Ce mode de réalisation dans lequel la fibre optique est collée en surface ou noyée dans la masse d'une 10 pièce de butée intercalaire en matériau élastomère est plus particulièrement avantageux car un tel matériau élastomère permet, même étant de dimension réduite de 5 à 50 mm d'épaisseur dans la direction verticale, de détecter une diminution de poussée par expansion élastique de la dite pièce intercalaire découlant de la diminution de la 15 compression et variation de volume de la pièce de butée intercalaire dans des circonstances où un matériau de flottabilité plus rigide comme celui constitutif de la bouée ne connaîtrait pas de variation de volume ou l'acier de la conduite ne connaîtrait pas de déformation en élongation et ne permettrait pas de détecter une variation de poussée. Il peut arriver en 20 particulier que la mousse syntactique de la bouée perde de la flottabilité par dégradation de la mousse et des billes de verre qu'elle contient mais ne varie pas de volume du fait du remplacement de la mousse et du verre par l'eau environnante par porosité.In this embodiment, the buoy is applied against the initially compressed intermediate piece, the intermediate piece is less and less compressed over time when there is a decrease in the buoy's thrust over time. This embodiment in which the optical fiber is bonded to the surface or embedded in the mass of an intermediate stop piece made of elastomeric material is more particularly advantageous since such an elastomeric material allows, even being of a reduced size from 5 to 50 mm thick in the vertical direction, to detect a decrease in thrust by elastic expansion of said intermediate piece resulting from the reduction in compression and variation in volume of the intermediate stop piece in circumstances where a more rigid buoyancy material like that constituting the buoy would not experience any variation in volume or the steel of the pipe would not experience any deformation in elongation and would not allow a variation in thrust to be detected. It may happen in particular that the syntactic foam of the buoy loses buoyancy by degradation of the foam and of the glass beads which it contains but does not vary in volume due to the replacement of the foam and glass by the surrounding water by porosity.
Plus particulièrement, la dite bouée est de forme en partie cylindrique ou pseudo-cylindrique disposée autour de la conduite et coaxialement à celle-ci.More particularly, said buoy is of partially cylindrical or pseudo-cylindrical shape arranged around the pipe and coaxial with it.
________________Ce type de bouée est en général solidarisé par friction à la conduite par des colliers de serrage. Le nombre et la position des bouées le long d'une conduite peuvent varier selon l'installation et dépendent de 30 la méthode de pose, profondeur, type de conduite à poser.________________ This type of buoy is generally secured by friction to the pipe by clamps. The number and position of the buoys along a pipe can vary depending on the installation and depend on the method of installation, depth, type of pipe to be laid.
Plus particulièrement, une dite cavité centrale de la bouée traversée par la conduite présente une partie de paroi de forme complémentaire à la forme de ladite pièce rigide de retenue apte à bloquer la bouée en translation dans la direction longitudinale de la^ 35 conduite.More particularly, a said central cavity of the buoy traversed by the pipe has a wall part of shape complementary to the shape of said rigid retaining piece capable of blocking the buoy in translation in the longitudinal direction of the pipe.
Dans un mode de réalisation particulier, la dite pièce rigide de retenue est constituée par une collerette périphérique supérieure en acier entourant la dite conduite et servant de retenue en position de la dite bouée disposée coaxialement autour de la conduite et dessous ladite 5 collerette, la dite pièce intercalaire de butée de forme annulaire étant disposée coaxialement en sous face de la dite pièce rigide de retenue.In a particular embodiment, said rigid retaining piece is constituted by an upper peripheral steel flange surrounding said pipe and serving to retain in position said buoy positioned coaxially around the pipe and below said flange, said annular abutment stopper being arranged coaxially under the face of said rigid retaining piece.
Dans ce mode de réalisation, l'ensemble de ladite collerette et de la dite pièce intercalaire de butée de forme annulaire disposée rnaxialpmpnt pn ςηι ις farp rip la dite piècp rigide de retenue peut coonérgr 10 avec une forme creuse complémentaire d'une surface interne d'une cavité centrale de la dite bouée en vis-à-vis de la surface externe de la conduite.In this embodiment, all of said flange and of said annular abutment intermediate piece disposed rnaxialpmpnt pn ςηι ις farp rip said rigid retaining piece can coonérgr 10 with a hollow shape complementary to an internal surface d 'A central cavity of said buoy facing the external surface of the pipe.
Dans ce mode de réalisation, la dite bouée (ou une pluralité de bouées en enfilade) peut (ou peuvent) être montée(s) coulissante(s) autour de la conduite étant bloquée en translation par la collerette qui 15 transmet la poussée des bouées à la conduite.In this embodiment, the said buoy (or a plurality of buoys in a row) can (or can) be mounted (s) sliding (s) around the pipe being blocked in translation by the flange which transmits the thrust of the buoys to driving.
Dans un autre mode de réalisation particulier, la dite pièce rigide de retenue est constituée par une collerette périphérique inférieure en acier entourant la dite conduite et servant de retenue en position de la dite bouée disposée coaxialement autour de la conduite et dessus ladite 20 collerette, la dite pièce intercalaire de butée de forme annulaire étant disposée coaxialement en sous face de la dite pièce rigide de retenue.In another particular embodiment, said rigid retaining piece is constituted by a lower peripheral steel flange surrounding said pipe and serving as a retaining position of said buoy arranged coaxially around the pipe and above said flange, the said annular abutment intermediate piece being arranged coaxially under the face of said rigid retaining piece.
Dans ce mode de réalisation la dite bouée peut être fixée à la dite conduite par un élément de serrage au niveau de son extrémité inférieure qui est appliquée contre et en sous face de ladite pièce de butée 25 comprimée.In this embodiment, the said buoy can be fixed to the said pipe by a clamping element at its lower end which is applied against and under the face of the said compressed abutment piece.
Dans un autre mode de réalisation particulier, la dite pièce rigide de retenue est constituée par un épaulement en acier en surface de la conduite, l'ensemble du dit épaulement et de la dite pièce intercalaire de butée de forme annulaire disposée coaxialement en sous face de la dite 30 pièce rigide de retenue coopérant avec une forme creuse complémentaire d'une surface interne de la cavité centrale de la dite bouée en vis-à-vis de la surface externe de la conduite, le dit épaulement servant de retenue en position de la dite bouée disposée coaxialement et autour de la conduite et du dit épaulement.In another particular embodiment, said rigid retaining part is constituted by a steel shoulder on the surface of the pipe, all of said shoulder and said annular abutment intermediate piece coaxially disposed under the underside of said rigid retaining piece cooperating with a hollow shape complementary to an internal surface of the central cavity of said buoy facing the external surface of the pipe, said shoulder serving as retaining in position of the said buoy arranged coaxially and around the pipe and said shoulder.
On distingue ici arbitrairement un «épaulement» d'une «collerette» en ce que l'épaulement est une protubérance radiale qui s'étend sur une distance plus importante dans la direction longitudinale de la conduite ou bouée coaxiale d'une part et que d'autre part, la bouée entoure entièrement l'épaulement.Here, an arbitrary distinction is made between a "shoulder" and a "flange" in that the shoulder is a radial protuberance which extends over a greater distance in the longitudinal direction of the pipe or coaxial buoy on the one hand and than d On the other hand, the buoy completely surrounds the shoulder.
Le dit épaulement peut être une protubérance radiale venant de matière avec la surface de la conduite ou rapportée à la surface de la conduite avec des éléments de serrage, notamment sous forme de deux demi-pièces de retenue demies cylindriques rapportées et fixées l'une contre l'autre et contre la conduite par une ceinture ou clamp.Said shoulder can be a radial protuberance coming integrally with the surface of the pipe or attached to the surface of the pipe with clamping elements, in particular in the form of two half-cylindrical retaining half-pieces added and fixed one against the other. the other and against driving by a belt or clamp.
______ _______________________On comprend que la bouée ne peut plus translater ni coulisser 10 axialement au-delà de l'épaulement ou collerette et l'effort de poussée de la bouée est transmis à la conduite via une surface d'appui de l'épaulement ou collerette et éventuellement la surface extérieure de la conduite en vis-à-vis d'un élément de serrage de la bouée contre la conduite.______ _______________________ We understand that the buoy can no longer translate or slide axially beyond the shoulder or flange and the thrust force of the buoy is transmitted to the pipe via a bearing surface of the shoulder or flange and possibly the external surface of the pipe opposite a clamping element of the buoy against the pipe.
Plus particulièrement, la dite collerette ou dit épaulement peuvent s'étendre de manière continue ou discontinue circulairement autour de la conduite avec une surépaisseur de 5 à 50 mm par rapport à la surface de la conduite.More particularly, said flange or said shoulder can extend continuously or discontinuously circularly around the pipe with an additional thickness of 5 to 50 mm relative to the surface of the pipe.
Plus particulièrement encore, la dite collerette ou dit épaulement 20 peuvent être disposés au niveau d'une pièce de jonction forgée assurant la jonction par soudage entre deux éléments unitaires de conduite de la dite conduite.More particularly still, the said flange or said shoulder 20 can be arranged at the level of a forged junction piece ensuring the junction by welding between two individual pipe elements of the said pipe.
Dans une variante de réalisation, la fibre s'étend hélicoïdalement et coaxialement en surface ou à l'intérieur du dit élément support. Ce 25 mode de réalisation de la disposition en hélice de la fibre optique est préférable car la pose en hélice donne une courbe de fibre acceptant de plus grande déformation du dit élément support et plus particulièrement de la pièce déformable et il permet de mettre en œuvre une seule fibre. La déformation de la fibre optique dans la direction axiale de la poussée 30 est en effet diminuée d'un facteur correspondant au cosinus de l'angle du pas de l'hélice.In an alternative embodiment, the fiber extends helically and coaxially on the surface or inside said support element. This embodiment of the helical arrangement of the optical fiber is preferable because the helical laying gives a fiber curve accepting greater deformation of said support element and more particularly of the deformable part and it makes it possible to implement a single fiber. The deformation of the optical fiber in the axial direction of the thrust 30 is in fact reduced by a factor corresponding to the cosine of the angle of the pitch of the propeller.
Dans une variante de réalisation, la fibre optique s'étend sinusoïdalement ou en ondulations ou zig-zag le long d'une partie au moins de la circonférence, de préférence toute la circonférence, en 35 surface ou à l'intérieur du dit élément support. χ ίοIn an alternative embodiment, the optical fiber extends sinusoidally or in undulations or zig-zag along at least part of the circumference, preferably the entire circumference, on the surface or inside said support element . χ ίο
On comprend que l'axe d'amplitude de la sinusoïde ou des ondulations correspond à l'axe de la bouée et conduite et l'axe de la période de la sinusoïde est circulaire. Ce mode de réalisation de la disposition en sinusoïde de la fibre optique est aussi avantageux car la 5 pose sinusoïdale donne aussi une courbe de fibre acceptant de grande déformation du dit élément support et plus particulièrement de la pièce déformable et permet de mettre en œuvre une seule fibre.It is understood that the amplitude axis of the sinusoid or of the undulations corresponds to the axis of the buoy and pipe and the axis of the period of the sinusoid is circular. This embodiment of the sinusoidal arrangement of the optical fiber is also advantageous because the sinusoidal laying also gives a fiber curve accepting great deformation of said support element and more particularly of the deformable part and makes it possible to implement a single fiber.
Dans une variante de réalisation, leTfïbre optique s'étend sur ______une surface torique, de préférence par enroulement de la fibre sur un tore 10 imaginaire ou sur un support torique de diamètre inférieur à l'épaisseur du dit élément support, de préférence située dans ladite butée intercalaire.In an alternative embodiment, the optical fiber extends over ______ a toric surface, preferably by winding the fiber on an imaginary torus 10 or on a toric support of diameter less than the thickness of said support element, preferably located in said intermediate stop.
Dans une variante de réalisation, on met en œuvre une pluralité de fibres optiques s'étendant de manière rectiligne dans la dite direction coaxiale du dit élément support.In an alternative embodiment, a plurality of optical fibers are implemented extending in a rectilinear manner in said coaxial direction of said support element.
Plus particulièrement, on met en œuvre une pluralité de fibres optiques rectilignes disposées régulièrement le long de la circonférence du dit élément support comprenant la dite bouée ou de préférence la surface de la conduite.More particularly, a plurality of rectilinear optical fibers are used which are arranged regularly along the circumference of said support element comprising said buoy or preferably the surface of the pipe.
Dans ce mode de réalisation, la pluralité de fibres est 20 avantageuse pour détecter des déformations sur toute la périphérie ou circonférence de la conduite ou bouée.In this embodiment, the plurality of fibers is advantageous for detecting deformations over the entire periphery or circumference of the pipe or buoy.
La présente invention fournit également une installation de liaison fond-surface utile dans un procédé selon l'invention, caractérisé en ce qu'elle comprend une conduite sous-marine de liaison fond-surface 25 équipée d'au moins une bouée exerçant une traction sur la dite conduite, et au moins une fibre optique apte à permettre de mesurer sa déformation en mesurant la variation du signal optique dans la fibre optique par rapport à une valeur de référence du signal optique, la dite fibre optique s'étendant au moins en partie dans une direction ayant une composante 30 parallèle à la direction de la force de poussée exercée par la dite bouée sur la dite conduite, la dite fibre optique étant appliquée solidairement, de préférence par collage, sur la surface ou noyée solidairement dans la masse d'un matériau constitutif d'au moins une pièce de butée solidaire de ladite conduite ou de la bouée et sur laquelle la dite bouée exerce la dite 35 poussée, ladite pièce de butée étant une pièce de butée intercalaire déformable élastiquement, disposée entre (i) une partie de la bouée et (ii) nThe present invention also provides a bottom-surface connection installation useful in a method according to the invention, characterized in that it comprises an underwater bottom-surface connection pipe 25 equipped with at least one buoy exerting traction on said line, and at least one optical fiber capable of making it possible to measure its deformation by measuring the variation of the optical signal in the optical fiber relative to a reference value of the optical signal, said optical fiber extending at least in part in a direction having a component 30 parallel to the direction of the thrust force exerted by said buoy on said pipe, said optical fiber being applied integrally, preferably by gluing, to the surface or embedded integrally in the mass of a material constituting at least one abutment piece integral with said pipe or buoy and on which said buoy exerts said thrust, said abutment piece being a piece of bu elastically deformable spacer, disposed between (i) part of the buoy and (ii) n
une pièce rigide de retenue solidaire de la dite conduite, la poussée exercée par ladite bouée venant comprimer la dite pièce de butée intercalaire, eta rigid retaining piece integral with said pipe, the thrust exerted by said buoy compressing said intermediate stop piece, and
- la dite fibre optique est connectée à une fibre optique véhiculant le signal optique, notamment dans un ombilical contenant une fibre optique, de préférence le long de la conduite.- Said optical fiber is connected to an optical fiber carrying the optical signal, in particular in an umbilical containing an optical fiber, preferably along the pipe.
Plus particulièrement, ladite installation comprend une pluralité de dites bouées de forme en partie cylindrique ou pseudo-cylindrique disposées en enfilade nu espacées en chapelet autour de la conduite et 10 co-axialement à elle, et au moins une fibre optique pour mesurer la poussée de respectivement chaque bouée, de préférence une même fibre optique pour toutes les bouées.More particularly, said installation comprises a plurality of said partially cylindrical or pseudo-cylindrical buoys arranged in a row in a row spaced in a chain around the pipe and 10 co-axially to it, and at least one optical fiber for measuring the thrust of respectively each buoy, preferably the same optical fiber for all the buoys.
Plus particulièrement, la ou chaque bouée est constituée de plusieurs éléments de bouée, de préférence sous forme de deux demi 15 modules de bouée de formes demi cylindrique, aptes à être disposés l'un vis à vis de l'autre de manière à entourer la conduite.More particularly, the or each buoy is made up of several buoy elements, preferably in the form of two half-buoy modules of semi-cylindrical shape, able to be placed one opposite the other so as to surround the conduct.
Plus particulièrement, au moins une fibre optique est disposée dans ou à la surface d'une dite pièce de butée intercalaire déformable élastiquement qui est de forme annulaire et en matériau élastomère, la 20 poussée exercée par ladite bouée venant comprimer la dite pièce de butée intercalaire, ladite partie de dite cavité centrale de la bouée présentant une forme complémentaire à la forme de l'ensemble de la dite pièce de butée et de ladite pièce rigide de retenue apte à bloquer la bouée en translation dans la direction longitudinale de la conduite.More particularly, at least one optical fiber is disposed in or on the surface of said elastically deformable intermediate stop piece which is of annular shape and made of elastomeric material, the thrust exerted by said buoy compressing said intermediate stop piece , said part of said central cavity of the buoy having a shape complementary to the shape of the assembly of said abutment piece and said rigid retaining piece capable of blocking the buoy in translation in the longitudinal direction of the pipe.
Plus particulièrement, la dite bouée est appliquée contre la pièce intercalaire initialement comprimée, la dite bouée étant constituée d'un _______matériau de flottabilité plus rigide que celui de la dite pièce de butée________ intercalaire et qui ne connaît pas de déformation en élongation en cas de dégradation se traduisant par une diminution de la poussée exercée par ladite bouée.More particularly, said buoy is applied against the initially compressed intermediate piece, said buoy being made of _______ more rigid buoyancy material than that of said intermediate stopper ________ and which does not experience any deformation in elongation in the event of degradation resulting in a reduction in the thrust exerted by said buoy.
De préférence, la ou les fibres optiques de différents éléments support d'une pluralité de bouées en enfilade ou chapelet est ou sont reliés en série et à un même ombilical de transmission des signaux optiques à un dispositif d'émission - réception et mesure de signal optique, 35 de préférence en surface.Preferably, the optical fiber or fibers of different support elements of a plurality of buoys in a row or chain is or are connected in series and to the same umbilical transmission of optical signals to a device for transmitting - receiving and measuring signal optical, preferably at the surface.
Dans ce mode de réalisation, du fait que l'on connaît le temps de retour du signal, et à partir de la vitesse de la lumière, il est possible de déterminer la position d'une déformation et donc quelle fibre ou partie de fibre a été déformée et donc quelle bouée est dégradée.In this embodiment, since the signal return time is known, and from the speed of light, it is possible to determine the position of a deformation and therefore which fiber or part of fiber has been deformed and therefore which buoy is degraded.
Dans un autre mode de réalisation, la ou les fibres optiques de différents éléments support d'une pluralité de bouées en enfilade ou chapelet n'est ou ne sont pas reliés en série et sont aptes à être connectés à des ombilicaux de transmission des signaux optiques différents.In another embodiment, the optical fiber or fibers of different support elements of a plurality of buoys in a row or chain is or are not connected in series and are suitable for being connected to umbilicals for optical signal transmission different.
Altprnativpment. qi chaque élément support bouée possède sa 10 fibre ou son propre réseau de fibres non reliés en série entre les différentes bouées, il suffit de venir se connecter à tour de rôle avec un ombilical sur la ou les fibres optiques de chacun des éléments supports.Altprnativpment. if each buoy support element has its 10 fiber or its own network of fibers not connected in series between the different buoys, it suffices to connect in turn with an umbilical on the optical fiber or fibers of each of the support elements.
Avantageusement le matériau de flottabilité de la bouée peut être un matériau présentant en outre des propriétés d'isolant thermique 15 tel que de la mousse syntactique.Advantageously, the buoyancy material of the buoy can be a material which also has thermal insulating properties such as syntactic foam.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout 20 caractère limitatif. Sur les figures :Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below, with reference to the appended drawings which illustrate an exemplary embodiment thereof without any limiting character. In the figures:
- la figure 1 est une vue schématique d'une conduite sousmarine de liaison fond surface 1 équipée d'une pluralité de bouées 2 en chapelet à laquelle s'applique le procédé de surveillance selon l'invention ;- Figure 1 is a schematic view of a submarine surface bottom connection pipe 1 equipped with a plurality of buoys 2 in a chain to which the monitoring method according to the invention applies;
- la figure 2 est une vue schématique d'un ensemble la 25 d'éléments unitaire lb de conduite sous-marine reliés entre eux par des éléments de jonction tubulaires le équipé de 3 bouées 2 ;- Figure 2 is a schematic view of a set 25 of unitary elements 1b of underwater pipe connected together by tubular connecting elements 1c equipped with 3 buoys;
- les figures 2A et 2B représentent deux variantes de réalisation d'un élément tubulaire de jonction lb, l'un (figure 2A) avec une collerette périphérique 5a et l'autre (figure 2B) avec un épaulement périphérique 5b 30 faisant toute la circonférence de la surface externe du dit élément tubulaire de jonction le pour la fixation d'une bouée sur une conduite contre la collerette 5a au niveau d'un extrémité de la bouée (figure 2A), et autour et contre l'épaulement 5b au niveau d'une partie cylindrique 6b de la surface de la cavité interne centrale de révolution 6 de la bouée (figure 35 2B) ;- Figures 2A and 2B show two alternative embodiments of a tubular junction element 1b, one (Figure 2A) with a peripheral flange 5a and the other (Figure 2B) with a peripheral shoulder 5b 30 making the entire circumference of the external surface of said tubular junction element the for fixing a buoy on a pipe against the flange 5a at one end of the buoy (FIG. 2A), and around and against the shoulder 5b at level d 'a cylindrical part 6b of the surface of the central internal cavity of revolution 6 of the buoy (Figure 35 2B);
- les figures 3A et 3B, sont des vues schématiques de disposition d'une fibre optique 3 à la surface externe d'une bouée 2 selon une disposition hélicoïdale 3a (figure 4A) ou sinusoïdale 3b (figure 4B) ;- Figures 3A and 3B are schematic views of the arrangement of an optical fiber 3 on the outer surface of a buoy 2 in a helical 3a (Figure 4A) or sinusoidal 3b (3B) arrangement;
- les figures 4A et 4B, sont des vues schématiques de disposition de plusieurs fibres optiques 3 à la surface externe d'une bouée selon une disposition rectiligne 3d en vue de côté (figure 4A) et en coupe transversale (figure 4B) ;- Figures 4A and 4B, are schematic views of the arrangement of several optical fibers 3 on the outer surface of a buoy in a rectilinear arrangement 3d in side view (Figure 4A) and in cross section (Figure 4B);
- les figures 5A, 5B et 5C, sont des vues schématiques de la fixation d'une bouée 2 sur une conduite 1 contre une......pièce rigide......de retenue 5 via une pièce de butée intercalaire 4 soumise à la poussée de la bouée, la dite pièce de butée intercalaire 4 de forme annulaire étant disposée entre une surface d'appui d'une partie de la bouée et (a) une collerette supérieure 5a (figure 5A), (b) un épaulement 5b (figure 5B) ou (c) une collerette inférieure 5c (figure 5C) ;- Figures 5A, 5B and 5C, are schematic views of the attachment of a buoy 2 on a pipe 1 against a ...... rigid part ...... retaining 5 via an intermediate stop piece 4 subjected to the buoy pushing, the said annular stopper piece 4 being arranged between a bearing surface of a part of the buoy and (a) an upper flange 5a (FIG. 5A), (b) a shoulder 5b (Figure 5B) or (c) a lower flange 5c (Figure 5C);
- les figures 6A et 6B, sont des vues schématiques d'une pièce de butée intercalaire 4 avec une fibre optique en surface externe selon une disposition hélicoïdale 3a (figure 6A) ou sinusoïdale ou en ondulations ou en zig-zag 3b (figure 6B) ; et- Figures 6A and 6B are schematic views of an intermediate stop piece 4 with an optical fiber on the external surface in a helical arrangement 3a (Figure 6A) or sinusoidal or in ripples or in zig-zag 3b (Figure 6B) ; and
- les figures 7A - 7C, sont des vues schématiques en coupes en éclatée partielle d'une bouée avec une pièce de butée intercalaire 4 de forme annulaire en sous-face d'une pièce de retenue périphérique médiane 5 fixée autour de la conduite (figure 7A) et avec la forme creuse cylindrique 6b de la cavité interne centrale de révolution 6 de la bouée (figure 7B), et une demi-pièce de retenue le, pièce de butée 4 et une fibre optique 3a ou 3b non intégrées (figure 7C).- Figures 7A - 7C, are schematic views in partial exploded sections of a buoy with an intermediate stop piece 4 of annular shape on the underside of a median peripheral retaining piece 5 fixed around the pipe (figure 7A) and with the cylindrical hollow form 6b of the central internal cavity of revolution 6 of the buoy (FIG. 7B), and a half retaining part 1c, abutment part 4 and an optical fiber 3a or 3b not integrated (FIG. 7C ).
Description détaillée de l'invention______________________________________________Detailed description of the invention ______________________________________________
L'invention s'applique à toute conduite sous-marine de liaison fond surface requérant un tensionnement de la conduite, notamment une 30 conduite assurant un transport entre des équipements 11 coopérant avec des puits de production d'hydrocarbures sous-marins, notamment de pétrole et de gaz, et une installation de surface, telle que la conduite sousmarine 1 représentée sur la figure 1.The invention applies to any submarine bottom surface connection pipe requiring tensioning of the pipe, in particular a pipe ensuring transport between equipment 11 cooperating with wells for producing underwater hydrocarbons, in particular petroleum and gas, and a surface installation, such as the submarine pipe 1 shown in FIG. 1.
La conduite sous-marine 1 représentée sur la figure 1 est du 35 type constituée par une portion de conduite rigide 1-1 du type à tube acier unique s'étendant depuis un équipement 11 au fond de la mer 12 jusqu'en subsurface où elle est reliée 1-3 à l'extrémité d'une portion de conduite flexible 1-2 remontant en surface en formant une double chaînette plongeante. Le tensionnement de ce type de conduite est réalisé par des chapelets de flotteurs en forme de bouées cylindriques coaxiales 2 5 montées autour de la conduite sur une portion de sa longueur.The submarine pipe 1 shown in FIG. 1 is of the type constituted by a portion of rigid pipe 1-1 of the type with a single steel tube extending from equipment 11 at the bottom of the sea 12 to the subsurface where it is connected 1-3 to the end of a portion of flexible pipe 1-2 rising to the surface by forming a double plunging chain. The tensioning of this type of pipe is carried out by strings of floats in the form of coaxial cylindrical buoys 25 mounted around the pipe over a portion of its length.
Par ailleurs, la portion de conduite sous-marine rigide 1-1 peut être une conduite coaxiale de type « Pipe in Pipe » (ou « PIP »), c'est-à-dire que chaque élément unitaire de conduite 1b ou le comprend ........un tube en acier interne destiné à transporter les hydrocarbures issus de 10 puits de production et un tube en acier externe, coaxial au tube interne et appelé « enveloppe externe », celle-ci pouvant être recouverte d'un revêtement anticorrosion qui est en contact direct avec l'eau environnante.Furthermore, the rigid submarine pipe portion 1-1 can be a coaxial pipe of the “Pipe in Pipe” (or “PIP”) type, that is to say that each unitary pipe element 1b or comprises it ........ an internal steel tube intended to transport the hydrocarbons coming from 10 production wells and an external steel tube, coaxial with the internal tube and called “external envelope”, this one being able to be covered with an anti-corrosion coating which is in direct contact with the surrounding water.
Les portions de conduites rigides 1-1 sont typiquement assemblées par soudage de rames ou ensemble d'éléments unitaires de conduite la assemblés à terre comprenant plusieurs sections de conduite de longueur unitaire lb de l'ordre de 10 à 100 m selon la capacité de tenue du système de pose. On parle notamment également de « joints », notamment de « quadruple joints » (« quadjoints ») pour une rame de quatre éléments unitaires de conduite assemblés entre eux comme montré figure 2. Ces rames la d'éléments unitaires lb sont raccordés les uns aux autres à bord du navire et au fur et à mesure de leur pose en mer.The rigid pipe portions 1-1 are typically assembled by welding oars or a set of unitary pipe elements 1a assembled on the ground comprising several pipe sections of unit length lb of the order of 10 to 100 m depending on the holding capacity. of the installation system. We also speak in particular of “joints”, in particular of “quadruple joints” (“quadjoints”) for a train of four unitary pipe elements assembled together as shown in FIG. 2. These trainsets of unitary elements 1b are connected to each other. others on board the ship and as they are laid at sea.
Dans tous les cas, la bouée doit transmettre son effort de traction sur une surface d'appui solidaire de la conduite et cela peut se 25 faire localement soit par serrage sur la surface extérieure de la conduite soit par blocage au niveau d'une surface d'une pièce rigide de retenue 5 solidaire de la conduite reprenant l'effort de poussée pour la transmettre à la conduite.In all cases, the buoy must transmit its tensile force to a bearing surface integral with the pipe and this can be done locally either by clamping on the outside surface of the pipe or by blocking at a surface d 'A rigid retaining piece 5 secured to the pipe taking up the pushing force to transmit it to the pipe.
On peut donc mettre en œuvre plusieurs moyens de fixation des bouées cylindriques coaxiales 2 autour d'une conduite 1, à savoir :It is therefore possible to implement several means of fixing the coaxial cylindrical buoys 2 around a pipe 1, namely:
- la bouée 2 peut être fixée par friction contre la surface externe de la conduite au moyen d'un élément de serrage applicable pour les conduites rigides en acier ou pour les conduites flexible, ou- the buoy 2 can be fixed by friction against the external surface of the pipe by means of a clamping element applicable for rigid steel pipes or for flexible pipes, or
- la bouée peut être bloquée en position par une pièce rigide de 35 retenue 5 constituée d'une collerette 5a, 5c ou épaulement 5b applicable pour une conduite rigide en acier comme montré figures 2A et 2B la dite19062 pièce rigide de retenue 5 coopérant éventuellement avec une pièce de butée intercalaire 4 comme montré figures 5A-5C. Chaque bouée 2 est alors positionnée et fixée autour d'un épaulement 5b et/ou contre une collerette 5a ou 5c et/ou pièce de butée intercalaire 4 au niveau de la 5 surface externe de la conduite 1.- The buoy can be locked in position by a rigid retaining piece 5 consisting of a flange 5a, 5c or shoulder 5b applicable for a rigid steel pipe as shown in Figures 2A and 2B the said 19062 rigid retaining piece 5 possibly cooperating with an intermediate stop piece 4 as shown in FIGS. 5A-5C. Each buoy 2 is then positioned and fixed around a shoulder 5b and / or against a flange 5a or 5c and / or intermediate stop piece 4 at the level of the external surface of the pipe 1.
Le nombre et la position des bouées 2 le long d'une conduite peuvent varier selon la méthode de pose, la profondeur, le type de conduite à poser etc.The number and position of the buoys 2 along a pipe may vary depending on the method of installation, the depth, the type of pipe to be laid, etc.
Pmir Ip caç rip hmippg fiyppg gi ir rnnriilitp rigirlp aii mnypn ri'iin ........ .Pmir Ip caç rip hmippg fiyppg gi ir rnnriilitp rigirlp aii mnypn ri'iin .........
épaulement 5b ou collerette 5a ou 5c, typiquement on réalise une répartition par exemple de 3 bouées 2 par quad joint la avec un épaulement 5b ou collerette 5a sur chaque élément tubulaire de jonction le assurant la jonction entre chaque élément unitaire de conduite lb comme montré figure 2 pour l'épaulement 5b. Dans ce cas, la surface 15 interne cylindrique 6 formant la cavité centrale de la bouée 2 doit de préférence présenter une partie de sa surface de forme complémentaire à celle de l'ensemble pièce rigide de retenue 5- pièce de butée intercalaire 4 pour être bloquée en translation dans la direction et le sens de la poussée de la bouée.shoulder 5b or flange 5a or 5c, typically a distribution is made for example of 3 buoys 2 per quad joint with a shoulder 5b or flange 5a on each tubular junction element ensuring the junction between each unitary conduit element lb as shown in the figure 2 for shoulder 5b. In this case, the cylindrical internal surface 15 forming the central cavity of the buoy 2 should preferably have a part of its surface of a shape complementary to that of the whole rigid retaining part 5- intermediate piece of stopper 4 to be blocked. in translation in the direction and direction of thrust of the buoy.
Sur la figure 2A, la bouée 2 est bloquée en translation par une collerette périphérique supérieure 5a protubérante en surface d'un élément tubulaire de jonction le entre deux éléments unitaires de conduite lb. La partie supérieure de la surface interne cylindrique 6 comporte un redan 6a qui coopère avec la forme complémentaire de la 25 collerette 5a pour bloquer en translation la bouée 2 dans le sens et la direction de la poussée verticale qu'elle exerce sur la conduite 1.In FIG. 2A, the buoy 2 is blocked in translation by an upper peripheral flange 5a protruding on the surface of a tubular junction element 1c between two unitary pipe elements 1b. The upper part of the cylindrical internal surface 6 comprises a step 6a which cooperates with the complementary shape of the flange 5a to block in translation the buoy 2 in the direction and direction of the vertical thrust which it exerts on the pipe 1.
Dans le mode de réalisation de la figure 2B, la. bouée 2. est:In the embodiment of Figure 2B, the. buoy 2. is:
bloquée en translation dans le sens de la poussée verticale par rapport à la conduite lb par un épaulement périphérique en protubérance 5b de la surface externe d'un élément tubulaire de jonction le sensiblement dans la partie médiane de la longueur de la surface cylindrique interne 6 de la| cavité centrale de la bouée 2 au niveau d'un décroché 6b de cette surfacej interne 6 forme complémentaire.|blocked in translation in the direction of the vertical thrust with respect to the pipe lb by a peripheral shoulder protruding 5b from the external surface of a tubular junction element substantially in the middle part of the length of the internal cylindrical surface 6 of the | central cavity of the buoy 2 at a notch 6b of this internal surfacej 6 complementary shape.
Sur les figures 3A et 3B, on a représenté deux modes de| disposition d'une fibre optique 3 collée en surface ou noyée en proximité| de la surface externe cylindrique de la bouée 2, à savoir une disposition^| sous forme d'hélice 3a pour la figure 3A et une disposition de forme sinusoïdale 3b pour la figure 3B.In FIGS. 3A and 3B, two modes of | provision of an optical fiber 3 bonded to the surface or embedded in the vicinity | of the cylindrical outer surface of buoy 2, namely an arrangement ^ | in the form of a helix 3a for FIG. 3A and a sinusoidal arrangement 3b for FIG. 3B.
L'hélice 3a de la figure 3A comportera au moins un pas, de préférence au moins 3 pas ou tours sur la longueur (hauteur) de la bouée.The propeller 3a of FIG. 3A will comprise at least one step, preferably at least 3 steps or turns along the length (height) of the buoy.
Un plus grand nombre de tours et donc un plus faible angle de pas de l'hélice augmentent la sensibilité de la mesure au regard de la déformation de la bouée, à savoir au regard de la diminution de la longueur de la bouée liée à une diminution de la compression que la bouée subit.A greater number of turns and therefore a smaller pitch angle of the propeller increases the sensitivity of the measurement with regard to the deformation of the buoy, namely with regard to the decrease in the length of the buoy linked to a decrease of the compression that the buoy undergoes.
^'agissant de la forme sinusoïdale.....3h de......la.......figure 3B.^ 'acting of the sinusoidal form ..... 3h of ...... the ....... figure 3B.
avantageusement les parties de la fibre s'étendant dans la direction axiale longitudinale de la bouée entre les deux points d'amplitudes maximale 3cl et minimale 3c2 de la sinusoïde, seront proches de la verticale, c'est-à-dire faiblement inclinées par rapport à la verticale pour avoir le plus grand nombre de périodes de la sinusoïde le long de la circonférence de la bouée en section transversale de celle-ci. La fibre optique sinusoïdale 3b s'étend de préférence avec ces points d'amplitude maximale 3cl et minimale 3c2 à proximité des extrémités longitudinales de la bouée d'une part, et, d'autre part, la courbe sinusoïdale comprend de préférence au moins quatre périodes le long de la circonférence en section transversale 20 de la bouée.advantageously the parts of the fiber extending in the longitudinal axial direction of the buoy between the two points of maximum amplitudes 3cl and minimum 3c2 of the sinusoid, will be close to the vertical, that is to say slightly inclined relative to vertically to have the greatest number of periods of the sinusoid along the circumference of the buoy in cross section thereof. The sinusoidal optical fiber 3b preferably extends with these points of maximum amplitude 3cl and minimum 3c2 near the longitudinal ends of the buoy on the one hand, and, on the other hand, the sinusoidal curve preferably comprises at least four periods along the cross-sectional circumference 20 of the buoy.
Sur les figures 5A-5C et 6A-6B, on a représenté un mode de réalisation préféré dans lequel on met en œuvre une pièce de butée intercalaire 4 en matériau élastique déformable tel que du caoutchouc comprimée de par la force de poussée exercée par la bouée. La dite pièce 25 de butée intercalaire 4 est de forme annulaire et intercalée entre la surface interne 6a,6b de la cavité centrale 6 de la bouée et une pièce de retenue 5 contre laquelle ia pièce de butée 4 est fixée, la pièce de retenue 5 étant constituée d'une collerette supérieure 5a sur la figure 5A, une collerette inférieure 5c sur la figure 5C et un épaulement 5b sur la figure 30 5B.In FIGS. 5A-5C and 6A-6B, a preferred embodiment is shown in which an intermediate stop piece 4 is made of deformable elastic material such as rubber compressed by the pushing force exerted by the buoy . Said intermediate stop piece 25 is of annular shape and interposed between the internal surface 6a, 6b of the central cavity 6 of the buoy and a retaining piece 5 against which the stop piece 4 is fixed, the retaining piece 5 consisting of an upper flange 5a in FIG. 5A, a lower flange 5c in FIG. 5C and a shoulder 5b in FIG. 5B.
Dans les trois modes de réalisation des figures 5A à 5C, la pièce de butée intercalaire 4 de forme annulaire telle que représentée sur les figures 6A et 6B présente une fibre optique 3 collée en surface ou noyée dans la masse de forme hélicoïdale 3a sur la figure 6A et de forme 35 sinusoïdale 3b le long de la circonférence de ladite pièce sur la figure 6B.^In the three embodiments of FIGS. 5A to 5C, the intermediate stop piece 4 of annular shape as shown in FIGS. 6A and 6B has an optical fiber 3 bonded to the surface or embedded in the mass of helical shape 3a in the figure 6A and sinusoidal 3b along the circumference of said piece in Figure 6B. ^
Sur la figure 5A, la pièce de butée intercalaire 4 est disposée en sous-face d'une collerette périphérique supérieure 5a. Et, la partie supérieure 6a de la surface cylindrique interne 6 de la bouée 2 présente une forme complémentaire à l'ensemble de la pièce de butée intercalaire 4 5 et de la pièce rigide de retenue en forme de collerette 5a, de manière à bloquer la translation relative vers le haut de ladite bouée 2 par rapport à la conduite 1 autour et contre laquelle elle est montée.In FIG. 5A, the intermediate stop piece 4 is arranged on the underside of an upper peripheral flange 5a. And, the upper part 6a of the internal cylindrical surface 6 of the buoy 2 has a shape complementary to the assembly of the intermediate stop piece 4 5 and of the rigid retaining piece in the form of a collar 5a, so as to block the relative upward translation of said buoy 2 relative to the pipe 1 around and against which it is mounted.
De même, sur la figure 5B, la pièce de butée intercalaire 4 est .......................montée en sous-face de......l'épaulement 5b, la surface interne cylindrique 6 10 de la bouée 2 présentant sur sa partie médiane en vis-à-vis de l'ensemble de l'épaulement 5b et de la pièce intercalaire 4a une forme complémentaire creuse 6b épousant et coopérant avec la forme de l'ensemble de la pièce intercalaire 4 et de l'épaulement 5b, de manière à bloquer toute translation relative vers le haut de la bouée 2 par rapport à 15 la conduite 1 et comprimer la pièce de butée intercalaire 4 sous l'effet de la dite poussée de la bouée 2,Similarly, in FIG. 5B, the intermediate stop piece 4 is ....................... mounted on the underside of ...... the shoulder 5b, the cylindrical internal surface 6 10 of the buoy 2 having on its median part opposite the assembly of the shoulder 5b and the intermediate piece 4a a hollow complementary shape 6b matching and cooperating with the shape of the assembly of the intermediate piece 4 and the shoulder 5b, so as to block any relative upward translation of the buoy 2 relative to the pipe 1 and compress the intermediate stop piece 4 under the effect of the so-called buoy 2 push,
Sur la figure 5C, on a représenté un mode de réalisation dans lequel la bouée 2 est fixée à la conduite 1 au niveau d'un élément de serrage formant un anneau en acier 2a, appliqué co-axialement contre la 20 conduite 1 à l'extrémité inférieure d'un cône de liaison 2b en partie inférieure de la bouée 2. Une pièce de butée intercalaire 4 de forme annulaire est comprimée sous l'effet de la poussée de la bouée entre la pièce de fixation 2a et une collerette périphérique inférieure 5c en sousface de laquelle est positionnée la pièce de butée intercalaire 4.FIG. 5C shows an embodiment in which the buoy 2 is fixed to the pipe 1 at the level of a clamping element forming a steel ring 2a, applied coaxially against the pipe 1 to the lower end of a connecting cone 2b in the lower part of the buoy 2. An intermediate stop piece 4 of annular shape is compressed under the effect of the buoy pushing between the fixing piece 2a and a lower peripheral flange 5c beneath which is positioned the intermediate stop piece 4.
Dans les trois modes de réalisation des figures 5A à 5C, la pièce de butée intercalaire 4 se trouve donc comprimée contre une collerette 5a __________ou 5c ou un épaulement 5b du fait de la poussée exercée par la bouée 2 et donc la hauteur de la pièce de butée 4 de par son élasticité augmente de longueur quand la poussée de la bouée diminue.In the three embodiments of FIGS. 5A to 5C, the intermediate stop piece 4 is therefore compressed against a flange 5a __________or 5c or a shoulder 5b due to the thrust exerted by the buoy 2 and therefore the height of the piece of stop 4 due to its elasticity increases in length when the buoy's thrust decreases.
Sur la figure 5B, la forme du décroché 6b de la surface interne de la cavité centrale 6 de la bouée autorise une telle déformation de la pièce 4 au cours du temps avec un espace initial 6c au-dessus de l'épaulement 5b.In FIG. 5B, the shape of the hook 6b of the internal surface of the central cavity 6 of the buoy allows such deformation of the part 4 over time with an initial space 6c above the shoulder 5b.
Dans le cas de mise en place de fibres optiques sur les bouées 2 35 ou les pièces de butée intercalaire 4, les fibres optiques 3 peuvent être positionnées sur la surface externe ou de préférence noyées dans le matériau constitutif de la bouée 2 ou pièce intercalaire 4.In the case of placing optical fibers on the buoys 2 or the intermediate stop pieces 4, the optical fibers 3 can be positioned on the external surface or preferably embedded in the material constituting the buoy 2 or intermediate piece 4 .
Sur les figures 4A et 4B, on a représenté un mode de réalisation dans lequel trois fibres optiques 3d sont disposées directement collées en 5 surface externe de la conduite 1 ou noyées dans un revêtement thermoplastique en surface de la conduite 1, les fibres 3d étant disposées de façon rectiligne dans la direction longitudinale de la conduite et disposés en triangle en section transversale. Ces fibres rectilignes 3dIn FIGS. 4A and 4B, an embodiment is shown in which three 3d optical fibers are arranged directly bonded on the external surface of the pipe 1 or embedded in a thermoplastic coating on the surface of the pipe 1, the 3d fibers being arranged rectilinear in the longitudinal direction of the pipe and arranged in a triangle in cross section. These 3d straight fibers
-...... ppiivpnt Âtrp rip çiiivrp iinp déformation pn élongation rie lariitp conduite 1 en acier, permettant une mesure de la variation de la poussée de la bouée en l'absence de fibres optiques sur les bouées 2 ou pièces intercalaires 4.-...... ppiivpnt Âtrp rip çiiivrp iinp deformation pn elongation rie lariitp pipe 1 made of steel, allowing a measurement of the variation of the buoyancy thrust in the absence of optical fibers on the buoys 2 or intermediate pieces 4.
Toutefois, les fibres optiques rectilignes 3d disposées sur la conduite 1 ou une butée 2 viendront en complément aux fibres 3a, 3b 15 appliquées sur ou dans la pièce intercalaire 4. Dans le cas où la fibre optique 3 est disposée en continu sur la conduite uniquement, ou sur la conduite 1 et sur la bouée 2 ou pièce de butée intercalaire 4, du fait du temps de retour du signal et sachant la vitesse de la lumière (du signal laser), et du pas d'hélice ou période de la sinusoïde (si fibre posée en 20 hélice ou sinusoïde), on peut déterminer la localisation d'une déformation de la fibre.However, the 3d rectilinear optical fibers disposed on the pipe 1 or a stop 2 will complement the fibers 3a, 3b 15 applied to or in the intermediate piece 4. In the case where the optical fiber 3 is disposed continuously on the pipe only , or on line 1 and on buoy 2 or intermediate stop piece 4, due to the signal return time and knowing the speed of light (of the laser signal), and the propeller pitch or period of the sinusoid (if the fiber is laid in a helix or sinusoid), the location of a fiber deformation can be determined.
Avantageusement encore, au moins une fibre rectiligne 3d sur la conduite 1 servira d'ombilical de transmission connecté aux fibres 3a, 3b appliquées sur ou dans les pièces de butée intercalaire 4.Advantageously also, at least one rectilinear fiber 3d on the pipe 1 will serve as a transmission umbilical connected to the fibers 3a, 3b applied to or in the intermediate stop pieces 4.
Sur la figure 7A, on a représenté un mode de réalisation dans lequel la bouée 2 est formée de deux demi-coques demies cylindriques 2d avec une seule représentée, les deux demi-bouées, étant fixées l'une contre l'autre et contre la conduite 1 par une ceinture de serrage 7 dans une rainure périphérique externe 7a de la bouée. La fibre optique 3, 3a-3b est noyée dans la masse d'une pièce de butée intercalaire déformable élastiquement 4 de forme annulaire. La pièce de butée intercalaire 4 (représentée au trois-quarts figure 7A) est disposée en sous-face d'une pièce de retenue rigide annulaire par exemple en acier médiane 5d formant un épaulement rapporté. La pièce de retenue rigide 5d peut être elle-même formée de deux demi-pièces de retenue demies cylindriques rapportées et fixées l'une contre l'autre et contre la conduite 1 par une ceinture ou clamp 8 dans une rainure périphérique externe 8a de la dite pièce de retenue rigide annulaire en acier (par exemple). La figure 7B montre la paroi interne 6b cylindrique de la cavité centrale 6 de forme complémentaire à l'ensemble de la pièce de retenue 5d et pièce de butée intercalaire déformable 4. La figure 7C montre une demi-pièce de retenueIn FIG. 7A, an embodiment is shown in which the buoy 2 is formed of two half cylindrical half-shells 2d with only one shown, the two half-buoys, being fixed one against the other and against the pipe 1 by a tightening belt 7 in an external peripheral groove 7a of the buoy. The optical fiber 3, 3a-3b is embedded in the mass of an elastically deformable intermediate stop piece 4 of annular shape. The intermediate stop piece 4 (shown in three-quarters in FIG. 7A) is arranged on the underside of an annular rigid retaining piece, for example made of middle steel 5d forming an attached shoulder. The rigid retaining piece 5d can itself be formed of two half-cylindrical retaining half-pieces added and fixed one against the other and against the pipe 1 by a belt or clamp 8 in an external peripheral groove 8a of the said rigid annular steel retainer (for example). FIG. 7B shows the cylindrical internal wall 6b of the central cavity 6 in a shape complementary to the assembly of the retaining piece 5d and deformable intermediate stop piece 4. FIG. 7C shows a retaining half-piece
5d demie-cylindrique, une partie de ceinture 8, une partie de pièce intercalaire 4 et une fibre hélicoïdale 3a ou sinusoïdale ou en ondulations ou en zig-zag 3b se prolongeant par deux fibres rectilignes 3d longeant la5d half-cylindrical, a part of a belt 8, a part of intermediate piece 4 and a helical fiber 3a or sinusoidal or in undulations or in a zig-zag 3b extended by two rectilinear fibers 3d running along the
............ conduite 1 pour rejoindre une houée au-dessus et respectivement......au-......................... line 1 to reach a hoe above and respectively ...... at -.............
dessous. On notera que sur les figures 5B-5C et figure 7A, la pièce de butée élastique 4 est ici représentée dans sa position d'extension maximale de sorte que l'ensemble des pièces 4 et 5 occupe tout l'espace interne de la partie de forme cylindrique 6b de la cavité interne centrale de révolution 6 de la bouée. D'autre part, les parties supérieure 6-1 et inférieure 6-2 coniques de la dite cavité 6 ont ici pour fonction de tolérer une flexion de la conduite à l'intérieur de la bouée 2 en cas de courbure comme montré figure 1.below. It will be noted that in FIGS. 5B-5C and FIG. 7A, the elastic stop piece 4 is here shown in its position of maximum extension so that all of the pieces 4 and 5 occupy the entire internal space of the part of cylindrical shape 6b of the central internal cavity of revolution 6 of the buoy. On the other hand, the conical upper 6-1 and lower 6-2 parts of said cavity 6 have the function here of tolerating a bending of the pipe inside the buoy 2 in the event of curvature as shown in FIG. 1.
Les flotteurs 2 peuvent être indépendamment solidaires chacun de la conduite et coaxiaux à la conduite comme représentés sur les figures. Mais, ils peuvent aussi être constitués d'une pluralité de flotteurs.The floats 2 can be independently integral each of the pipe and coaxial with the pipe as shown in the figures. However, they can also consist of a plurality of floats.
La mesure du signal optique peut se faire indifféremment avec des fibres à réseaux de Bragg ou en diffusion de type Brillouin non coaxiaux mais fixés sur des modules de flottabilité et / ou formant des modules de flottabilité coaxiaux eux-mêmes fixés coaxialement à la conduite.The measurement of the optical signal can be done indifferently with fibers of Bragg gratings or in diffusion of the Brillouin type not coaxial but fixed on buoyancy modules and / or forming coaxial buoyancy modules themselves fixed coaxially to the pipe.
La mesure du signal optique peut se faire indifféremment avec des fibres à réseaux de Bragg ou en diffusion de type Brillouin.The measurement of the optical signal can be done either with Bragg grating fibers or in Brillouin type diffusion.
La fibre optique de chaque bouée 2 ou pièce intercalaire 4 peut être connectée à une même fibre principale longeant la conduite pour remonter l'information de toutes les bouées à un dispositif d'émission30 réception - mesure de laser généralement à la surface.The optical fiber of each buoy 2 or intermediate piece 4 can be connected to the same main fiber running along the pipe in order to send the information from all the buoys to a reception emission device 30 - laser measurement generally at the surface.
Si chaque bouée 2 ou pièce de butée intercalaire 4 possède son propre réseau de fibres optiques 3 et connexion indépendamment des autres bouées (et non connecté à la conduite), on peut venir se connecter à tour de rôle avec un même ombilical de transmission de signal optique sur chacune des bouées ou pièces de butée intercalaire 4. Autrement, on amène un ombilical propre par bouée ou pièce de butée intercalaire 4^ pour se connecter et récupérer l'information de déformation des différentes fibres sur les différentes bouées ou pièces de butée intercalaire. Enfin, si la bouée est en plusieurs éléments (par exemple deux demi-modules de bouée), il faut mettre en œuvre au moins une fibre 5 par élément.If each buoy 2 or intermediate stop piece 4 has its own network of optical fibers 3 and connection independently of the other buoys (and not connected to the pipe), it is possible to connect in turn with the same umbilical signal transmission optic on each of the buoys or intermediate stop pieces 4. Otherwise, we bring a clean umbilical by buoy or intermediate stop piece 4 ^ to connect and retrieve the deformation information of the different fibers on the different buoys or intermediate stop pieces . Finally, if the buoy is made of several elements (for example two half buoy modules), it is necessary to use at least one fiber 5 per element.
Lorsque c'est la déformation de la bouée qui est mesurée directement par l'intermédiaire de la déformation d'une fibre sur la bouée, cette déformation est due à la diminution de volume de la bouée au cours du temps (du fait de la dégradation de la bouée)·......._When it is the deformation of the buoy which is measured directly via the deformation of a fiber on the buoy, this deformation is due to the decrease in volume of the buoy over time (due to degradation buoy) · ......._
Dans le cas de mise en place de fibre optique 3 dans une dite pièce de butée intercalaire 4 notamment en caoutchouc, entre la bouée 2 et la pièce de retenue 5, la fibre optique est de préférence noyée dans le matériau élastique de la dite pièce de butée intercalaire et la mesure de la déformation se fera de préférence avec des fibres à réseau de Bragg car la déformation est très localisée, même si une mesure en Brillouin peut être applicable.In the case of placing optical fiber 3 in a said intermediate stop piece 4, in particular rubber, between the buoy 2 and the retaining piece 5, the optical fiber is preferably embedded in the elastic material of said piece. intermediate stop and the measurement of the deformation will preferably be done with Bragg grating fibers because the deformation is very localized, even if a Brillouin measurement may be applicable.
Dans le cas de mise en place de fibre optique sur la conduite, notamment en cas d'une pluralité de bouées 2 en chapelet, les fibres optiques sont soit collées à l'acier en surface de la conduite, ou collées sur 20 ou noyées dans le revêtement thermoplastique anticorrosion de la conduite le cas échéant. L'élongation de la conduite due à la traction exercée par poussée de la bouée est mesurable par la fibre. La mesure de la déformation se fera de préférence en Brillouin car la mesure n'est pas locale, mais mesure une déformation globale sur une longueur de 25 conduite. La fibre peut être posée sur la conduite de façon droite ou en hélice, ici c'est la déformation (l'élongation) de la conduite qu'on mesure, ___________en effet l'élément est de moins en moins « tiré » au cours du temps par la bouée car il y a diminution de la poussée de la bouée au cours du temps. Si la fibre est posée de façon rectiligne ou en hélice sur la conduite ou 30 dans un revêtement, il est préférable de positionner plusieurs fibres pour avoir une redondance de mesures, et connaître l'élongation à différentes positions de la circonférence de la conduite.In the case of placing optical fiber on the pipe, in particular in the case of a plurality of buoys 2 in a chain, the optical fibers are either bonded to the steel on the surface of the pipe, or bonded to 20 or embedded in the anti-corrosion thermoplastic coating of the pipe if necessary. The elongation of the pipe due to the traction exerted by pushing the buoy is measurable by the fiber. The measurement of the deformation will preferably be done in Brillouin because the measurement is not local, but measures an overall deformation over a length of pipe. The fiber can be laid on the pipe in a straight line or in a helix, here it is the deformation (elongation) of the pipe that is measured, ___________ indeed the element is less and less "pulled" during the time by the buoy because there is a decrease in buoyancy over time. If the fiber is laid in a straight line or in a helix on the pipe or in a covering, it is preferable to position several fibers to have a redundancy of measurements, and to know the elongation at different positions of the circumference of the pipe.
Les fibres peuvent être noyées (ou collées) dans (ou sur) n'importe quel matériau déformable en fonction de la variation de poussée 35 de la bouée. Concernant les bouées, elles sont généralement faites en mousse PU ou PP ou mousse syntactique, et la pièce intercalaire sera préférence en matériau élastomère tel que du caoutchouc, mais tout autre matériau rigide déformable utilisable ou autre matériau élastique pour la pièce de butée intercalaire peut convenir.The fibers can be embedded (or glued) in (or on) any deformable material depending on the variation in thrust of the buoy. Regarding the buoys, they are generally made of PU or PP foam or syntactic foam, and the intermediate piece will preferably be made of an elastomer material such as rubber, but any other usable rigid deformable material or other elastic material for the intermediate stop piece may be suitable. .
De même concernant la pose sur la conduite, la conduite sera en générai en acier, mais tout autre matériau composite ou synthétique rigide déformable en élongation dans les conditions de traction mise en œuvre (le cas échéant avec un revêtement anticorrosion ou isolant) est possible.Similarly with regard to laying on the pipe, the pipe will generally be made of steel, but any other rigid composite or synthetic material which can be deformed in elongation under the traction conditions used (if necessary with an anticorrosion or insulating coating) is possible.
7 l a piècp dp hufpp intercalaire 4 aura à peu près la.....même dimension en diamètre externe que les collerette 5a, 5c ou épaulement 5b de la conduite contre lesquelles elle est appliquée soit en pratique une dimension correspondant à une surépaisseur dans la direction radiale par rapport à la conduite de 5 à 50 mm pour une conduite de 10 à 50 cm de diamètre. De même, la pièce de butée intercalaire 4 aura à peu près la 15 même dimension dans la direction de poussée, c'est-à-dire en l'espèce la direction verticale ou direction longitudinale axiale de la bouée cylindrique, soit en pratique de 5mm à 50 mm, pour que les variations des efforts de poussée transmis de la bouée et/ou pièce intercalaire 4 sur la dite pièce rigide de retenue 5 et/ou la conduite 1 soient suffisamment élevées pour 20 être mesurables.,^ 7 the part dp hufpp interlayer 4 will have roughly the same dimension in external diameter as the flange 5a, 5c or shoulder 5b of the pipe against which it is applied, in practice being a dimension corresponding to an additional thickness in the radial direction with respect to the pipe from 5 to 50 mm for a pipe from 10 to 50 cm in diameter. Likewise, the intermediate stop piece 4 will have approximately the same dimension in the direction of thrust, that is to say in this case the vertical direction or axial longitudinal direction of the cylindrical buoy, i.e. in practice of 5 mm to 50 mm, so that the variations in the thrust forces transmitted from the buoy and / or intermediate piece 4 on said rigid retaining piece 5 and / or the pipe 1 are sufficiently large to be measurable., ^
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1660254 | 2016-10-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| OA19062A true OA19062A (en) | 2019-12-27 |
Family
ID=
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