WO2006037870A1 - Procede d'installation des jambes sur un pont d'une plate-forme d'exploitation en mer - Google Patents

Procede d'installation des jambes sur un pont d'une plate-forme d'exploitation en mer Download PDF

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WO2006037870A1
WO2006037870A1 PCT/FR2005/002378 FR2005002378W WO2006037870A1 WO 2006037870 A1 WO2006037870 A1 WO 2006037870A1 FR 2005002378 W FR2005002378 W FR 2005002378W WO 2006037870 A1 WO2006037870 A1 WO 2006037870A1
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legs
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floating
platform
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PCT/FR2005/002378
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Christian Perol
Christian Nygaard
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Technip France
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    • E02B2017/0082—Spudcans, skirts or extended feet

Definitions

  • the present invention relates to a method for installing legs on a deck of an offshore operating platform.
  • the offshore platforms of self-elevating type such as oil rigs, generally comprise legs, including three in number, resting on the seabed with a foot formed by a caisson.
  • the platform also comprises a movable and adjustable height-adjustable bridge along the legs and including operating equipment and living quarters.
  • the different elements of this type of platform are generally built and assembled on the same manufacturing site.
  • the deck of the platform and the legs are manufactured in a construction site and these legs are made in independent sections to form legs each having a height for example of the order of 160 meters, each section having a height. from 6 to 12 meters.
  • a first prefabricated section in vertical position and forming a base section is engaged vertically in a corresponding opening in the bridge, then the other sections also prefabricated, are positioned one above the other and assembled on each other for example by welding.
  • This first section which is intended to form the upper section of the leg, is engaged in this opening, then is moved vertically upwards by gears which meshing with racks carried by this section. Then, a second section is placed in alignment with the first section and these sections are assembled together, for example by welding. These first two sections are moved vertically upwards and so on for all the sections making up the leg. The same operations are performed for each leg.
  • the assembly thus assembled by one or the other method is towed by floatation or transported by barge on the site to be installed.
  • the object of the invention is therefore to avoid these drawbacks by proposing a method of installing the legs on a bridge of a platform which makes it possible to simplify assembly and assembly operations and to be able to manufacture the legs on any their length on a site and possibly build the bridge in parallel on another site and thereby reduce manufacturing costs.
  • the subject of the invention is therefore a method of installing the legs on a deck of an offshore operating platform, characterized in that it consists of the following steps:
  • each leg to fix at the lower end of each leg a support box and on the upper half of each leg, on the one hand, on the outside of said leg, at least one removable floating tank and, on the other hand, inside said leg, a fixed floating tank,
  • At least one floating tank is fixed at least one third of the height of the leg relative to the upper end of this leg
  • said at least one floating reservoir is fixed on the outside of the leg
  • the at least one floating reservoir is fixed inside the leg; the at least one reservoir is withdrawn after having secured the leg to the bridge of the platform.
  • FIG. 1 is a diagrammatic elevational view of an offshore operating platform
  • FIG. 2 is an elevational view of a barge carrying two legs of the platform
  • FIG. 3 is a rear view of the barge of FIG. 2
  • FIG. 4 is an elevational view of the barge during the floatation of the two legs of the platform
  • FIG. 5 to 10 are elevational views showing the different steps of assembling a leg with the deck of the platform.
  • FIG. 1 there is shown schematically an offshore operating platform including self-elevating comprising a bridge 1 provided with the usual operating equipment and living quarters.
  • the bridge 1 is movably mounted on vertical legs 2 by means of drive mechanisms, not shown, housed for each leg, in a supporting frame 3 also called by the specialists "jack-house".
  • Each supporting frame 3 is supported by the bridge 1 and the drive mechanisms are conventionally formed by geared motor assemblies each driving an output gear cooperating with racks disposed on each leg 2.
  • These legs 2 are intended to bear on the seabed 4 when the platform is in the drilling or operating position and, for this purpose, each leg 2 ends, at its lower part, by a foot formed by a support box 5, intended to bear on the seabed 4.
  • each leg 2 has a triangular section. These legs 2 may also have a square or circular section. Conventionally, each leg 2 is formed of several sections 20 for example of 6, 12 or 24 meters each and the height of each leg is of the order of 160 meters. Each section 20 of the legs 2 is formed three members 21 interconnected by a lattice of metal beams 22.
  • each leg 2 is arranged horizontally one after the other and are joined together for example by welding.
  • each leg 2 is carried out horizontally so as to obtain a complete leg of a length of the order of 160 meters and, at the lower end of each leg 2, is fixed the support box 5.
  • each leg 2 After the assembly of each leg 2, at least one floating tank 6 is fixed on each leg 2.
  • four floating tanks 6 are fixed on the upper half of each leg 2 and outside the ribs 21 of these legs. 2, as shown in Figs. 2 and 3.
  • These tanks 6 are removably attached preferably to one third of the height of each leg 2 relative to the upper end of said leg 2.
  • a fixed floating tank 40 is mounted at the upper part of each leg 2 inside the ribs 21.
  • the legs 2 are arranged horizontally on transport barges 30, as shown in Figs. 2 and 3.
  • two legs 2 are arranged staggered on a barge 30.
  • the legs 2 are then transported by the barge 30 to a deep water assembly site with the bridge 1 .
  • Each leg 2 is found in floating thanks to the support box 5 and the floating tanks 6 and 40 which are filled with air. Each leg 2 is then removed from the barge 30 by a suitable vessel.
  • the leg 2 is connected to a cable 32 whose unwinding is controlled by a winch 33 disposed on a ship 31.
  • the leg 2 is gradually tilted from its horizontal position to a substantially vertical position, as shown in FIG.
  • the tilting of the leg 2 is controlled by the cable 32 and the winch 33.
  • the next step is to engage this leg 2 in an opening 10 in the bridge 1 which has been brought to the assembly site for example by flotation.
  • the cable 32 which has been separated from the box 5 is connected to the upper end of the leg 2 which is also connected by a cable 34 whose unwinding is controlled by a winch 35 disposed on the bridge 1.
  • each frame 21 of the leg 2 is connected by a cable 36 whose unwinding is controlled by a winch 37 disposed above the opening 10 formed in the bridge 1.
  • the tanks 6 and 40 of the leg 2 are then ballasted by gradually filling them with water which has the effect of immersing the leg 2 below the water level and at a depth sufficient to allow the passage of the water.
  • the immersion of the leg 2 is also controlled by the cables 32 and 34 and the winches 33 and 35. As soon as the leg 2 is sufficiently immersed, the cables 32 and
  • the legs 2 are gradually lowered by the drive mechanisms to apply the support boxes 5 on the seabed 4. Then, the fixed floating tanks 40 are ballasted to help the depression of the support caissons 5 in the seabed.
  • the transport of legs 2 to the assembly site with deck 1 can be done without a barge, thanks to the floating tanks and the support box that allow each leg to float.
  • the method according to the invention makes it possible to assemble the legs sections between them horizontally which avoids the installation of a heavy infrastructure to perform these operations.
  • the method according to the invention has the advantage of being able to manufacture the legs and the bridge on two independent manufacturing sites which imposes less constraints and more mobility and better use of the manufacturing sites depending on the skills of each.

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé d'installation des jambes (2) sur un pont (1) d'une plate-forme d'exploitation en mer, dans lequel on assemble entre eux et horizontalement les différents éléments de chaque jambe (2), on amène sur un site d'assemblage le pont (1) et les jambes (2), on place horizontalement en flottaison les jambes (2), on fait basculer progressivement chaque jambe de sa position horizontale en une position sensiblement verticale, on immerge verticalement et progressivement chaque jambe (2) pour amener l'extrémité supérieure de chaque jambe au-dessous de la surface inférieure du pont (1), on déplace chaque jambe ô l'aplomb d'une ouverture de réception ménagée dans le pont (1), on remonte progressivement chaque jambe et on solidarise chaque jambe (2) au pont (1) de la plate-forme.

Description

Procédé d'installation des jambes sur un pont d'une plate-forme d'exploitation en mer.
La présente invention concerne un procédé d'installation des jambes sur un pont d'une plate-forme d'exploitation en mer.
Les plates-formes d'exploitation en mer de type auto-élévatrice, comme par exemple les plates-formes pétrolières, comprennent généralement des jambes, notamment au nombre de trois, prenant appui sur le fond marin au moyen d'un pied formé par un caisson.
La plate-forme comprend aussi un pont monté déplaçable et réglable en hauteur le long des jambes et portant notamment des équipements d'exploitation et des locaux d'habitation.
Les différents éléments de ce type de plates-formes sont généralement construits et assemblés sur un même site de fabrication. A cet effet, le pont de la plate-forme et les jambes sont fabriqués dans un chantier et ces jambes sont réalisées par tronçons indépendants pour constituer des jambes ayant chacune une hauteur par exemple de l'ordre de 160 mètres, chaque tronçon présentant une hauteur de 6 à 12 mètres.
Pour l'assemblage et le montage sur le pont des tronçons de chaque jambe, deux méthodes sont utilisées jusqu'à présent.
Selon une première méthode d'assemblage, un premier tronçon préfabriqué en position verticale et formant un tronçon de base est engagé verticalement dans une ouverture correspondante ménagée dans le pont, puis les autres tronçons également préfabriqués, sont positionnés les uns au-dessus des autres et assemblés les uns sur les autres par exemple par soudage.
Mais, une telle méthode d'assemblage rend difficile la pose des derniers tronçons composant chaque jambe, car il faut élever ces tronçon à une hauteur importante et notamment à une hauteur d'environ 160 mètres pour le dernier tronçon ce qui implique la construction de lourdes installations pour élever ces tronçons à la hauteur adéquate, ce qui rend les différentes opérations délicates, fastidieuses et tributaires des intempéries. Ainsi, par grand vent, les opérations de montage et d'assemblage doivent être interrompues du fait des risques encourus par le personnel. Selon une seconde méthode d'assemblage, le pont fabriqué à terre est surélevé par un ensemble de grues à une hauteur déterminée et un premier tronçon d'une première jambe est positionné au-dessous du pont à l'aplomb d'une ouverture ménagée dans ce pont. Ce premier tronçon qui est destiné à former le tronçon supérieur de la jambe, est engagé dans cette ouverture, puis est déplacé verticalement vers le haut par des pignons qui engrènent avec des crémaillères portées par ce tronçon. Ensuite, un second tronçon est placé dans l'alignement du premier tronçon et ces tronçons sont assemblés entre eux par exemple par soudage. Ces deux premiers tronçons sont déplacés verticalement vers le haut et ainsi de suite pour l'ensemble des tronçons composant la jambe. Les mêmes opérations sont réalisées pour chaque jambe.
Dans ce cas également, l'assemblage des jambes avec le pont nécessite une infrastructure lourde et la construction de supports importants, par exemple en béton, pour soutenir le pont, et de nombreuses opérations de manutention augmentant ainsi le coût de fabrication de la plate-forme.
Ensuite, l'ensemble ainsi assemblé par l'une ou l'autre méthode est remorqué par flottaison ou transporté par barge sur le site pour y être installé.
L'invention a donc pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un procédé d'installation des jambes sur un pont d'une plate-forme qui permet de simplifier les opérations de montage et d'assemblage et de pouvoir fabriquer les jambes sur toute leur longueur sur un site et de fabriquer éventuellement le pont en parallèle sur un autre site et de ce fait de diminuer les coûts de fabrication. L'invention a donc pour objet un procédé d'installation des jambes sur un pont d'une plate-forme d'exploitation en mer, caractérisé en ce qu'il consiste en les étapes suivantes :
- à assembler entre eux et horizontalement les différents éléments de chaque jambe, - à fixer à l'extrémité inférieure de chaque jambe un caisson support et sur la moitié supérieure de chaque jambe, d'une part, à l'extérieur de ladite jambe, au moins un réservoir flottant amovible et, d'autre part, à l'intérieur de ladite jambe, un réservoir flottant fixe,
- à amener sur un site d'assemblage le pont et les jambes de la plate-forme, le caisson support et les réservoirs flottants étant remplis d'air, - à placer horizontalement en flottaison les jambes,
- à faire basculer progressivement une première jambe de sa position horizontale en une position sensiblement verticale en ballastant le caisson support de cette jambe, ladite jambe étant maintenue dans cette position par les réservoirs flottants, - à relier la jambe au pont par au moins un organe de liaison,
- à immerger verticalement et progressivement la jambe en ballas¬ tant les réservoirs flottants pour amener l'extrémité supérieure de la jambe au- dessous de la surface inférieure du pont,
- à déplacer la jambe par l'organe de liaison pour l'amener à l'aplomb d'une ouverture de réception ménagée dans le pont,
- à remonter progressivement la jambe en remplissant d'air les réservoirs, pour l'engager dans l'ouverture,
- à solidariser la jambe au pont de la plate-forme,
- à effectuer les mêmes opérations pour chaque jambe de la pla- te-forme,
- à descendre progressivement les jambes pour appliquer les caissons supports, sur le fond marin et à ballaster les réservoirs flottants fixes pour aider l'enfoncement des caissons supports des jambes dans le fond marin.
Suivant des modes particuliers de mise en œuvre : - on fixe ledit au moins réservoir flottant de préférence au tiers de la hauteur de la jambe par rapport à l'extrémité supérieure de cette jambe,
- on fixe ledit au moins réservoir flottant à l'extérieur de la jambe, et
- on fixe ledit au moins réservoir flottant à l'intérieur de la jambe, - on retire ledit au moins réservoir après avoir solidarisé la jambe au pont de la plate-forme. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- La Fig. 1 est une vue schématique en élévation d'une plate- forme d'exploitation en mer,
- la Fig. 2 est une vue en élévation d'une barge de transport de deux jambes de la plate-forme,
- la Fig. 3 est une vue de l'arrière de la barge de la Fig. 2,
- la Fig. 4 est une vue en élévation de la barge au cours de la mise en flottaison des deux jambes de la plate-forme, et
- les Figs. 5 à 10 sont des vues en élévation montrant les différentes étapes d'assemblage d'une jambe avec le pont de la plate-forme.
Sur la Fig. 1 , on a représenté schématiquement une plate-forme d'exploitation en mer notamment auto-élévatrice comprenant un pont 1 pourvu des équipements d'exploitation et des locaux d'habitation habituels.
De manière classique, le pont 1 est monté déplaçable sur des jambes verticales 2 au moyen de mécanismes d'entraînement, non représentés, logés pour chaque jambe, dans une ossature porteuse 3 également appelée par les spécialistes "jack-house". Chaque ossature porteuse 3 est supportée par le pont 1 et les mécanismes d'entraînement sont formés, de façon classique, par des ensembles moto-réducteurs entraînant chacun un pignon de sortie coopérant avec des crémaillères disposées sur chaque jambe 2. Ces jambes 2 sont destinées à prendre appui sur le fond marin 4 lorsque la plate-forme est en position de forage ou d'exploitation et, à cet effet, chaque jambe 2 se termine, à sa partie inférieure, par un pied formé par un caisson support 5, destiné à prendre appui sur le fond marin 4.
Dans l'exemple de réalisation représenté et comme cela est visible à la Fig. 3, chacune des jambes 2 présente une section triangulaire. Ces jambes 2 peuvent également présenter une section carrée ou circulaire. De manière classique, chaque jambe 2 est formée de plusieurs tronçons 20 par exemple de 6, 12 ou 24 mètres chacun et la hauteur de chaque jambe est de l'ordre de 160 mètres. Chaque tronçon 20 des jambes 2 est formé de trois membrures 21 reliées entre elles par un treillis de poutrelles métalliques 22.
L'assemblage des tronçons 20 de chaque jambe 2 et l'installation des jambes 2 sur le pont 1 de la plate-forme sont réalisés de la façon suivante. Après avoir assemblé entre eux les éléments de chaque tronçon
20, c'est à dire les membrures 21 et les poutrelles 22, les tronçons 20 de chaque jambe 2 sont disposés horizontalement les uns à la suite des autres et sont assemblés entre eux par exemple par soudage.
Ainsi, l'assemblage de l'ensemble des tronçons 20 de chaque jambes 2 est effectué horizontalement de façon à obtenir une jambe complète d'une longueur de l'ordre de 160 mètres et, à l'extrémité inférieure de chaque jambe 2, est fixé le caisson support 5.
Après l'assemblage de chaque jambe 2, au moins un réservoir flottant 6 est fixé sur chaque jambe 2. De préférence, quatre réservoirs flottants 6 sont fixés sur la moitié supérieure de chaque jambe 2 et à l'extérieur des membrures 21 de ces jambes 2, ainsi que montré sur les Figs. 2 et 3. Ces réservoirs 6 sont fixés de manière amovible de préférence au tiers de la hauteur de chaque jambe 2 par rapport à l'extrémité supérieure de ladite jambe 2.
De plus, un réservoir flottant 40 fixe est monté à la partie supérieure de chaque jambe 2 à l'intérieur des membrures 21.
Ensuite, les jambes 2 sont disposées horizontalement sur des barges de transport 30, comme montré sur les Figs. 2 et 3. Dans l'exemple de réalisation représenté sur ces figures, deux jambes 2 sont disposées en quinconce sur une barge 30. Les jambes 2 sont alors transportées par la barge 30 sur un site d'assemblage en eau profonde avec le pont 1.
Lorsque la barge 30 arrive sur ce site, cette barge 30 est immergée par des moyens connus de ballastage, ainsi que montré à la Fig. 4.
Chaque jambe 2 se retrouve donc en flottaison grâce au caisson support 5 et aux réservoirs flottants 6 et 40 qui sont remplis d'air. Chaque jambe 2 est alors éloignée de la barge 30 par un navire approprié.
Les étapes suivantes consistent donc à assembler chaque jambe 2 avec le pont 1 de la plate-forme. En se reportant maintenant aux Figs. 5 à 10, on va y décrire ces étapes pour une jambe 2, les étapes pour les autres jambes 2 étant identiques.
Ainsi que représenté à la Fig. 5, l'extrémité inférieure de la jambe
2 est reliée à un câble 32 dont le déroulement est contrôlé par un treuil 33 disposé sur un navire 31. La jambe 2 est progressivement basculée de sa position horizontale en une position sensiblement verticale, comme montré à la
Fig. 5, en ballastant le caisson support 5 de cette jambe 2, c'est à dire en remplissant progressivement ce caisson support 5 d'eau afin de permettre à l'extrémité inférieure de la jambe 2 de s'immerger et ainsi de faire basculer cette jambe 2 sensiblement verticalement selon un axe de rotation situé au voisinage des réservoirs flottants 6 qui sont remplis d'air.
Le basculement de la jambe 2 est contrôlé par le câble 32 et le treuil 33.
Après le positionnement de la jambe 2 verticalement, comme montré à la Fig. 6, l'étape suivante consiste à venir engager cette jambe 2 dans une ouverture 10 ménagée dans le pont 1 qui a été amené sur le site d'assemblage par exemple par flottaison.
Pour cette étape, le câble 32 qui a été désolidarisé du caisson 5 est relié à l'extrémité supérieure de la jambe 2 qui est également reliée par un câble 34 dont le déroulement est contrôlé par un treuil 35 disposé sur le pont 1.
De plus, l'extrémité supérieure de chaque membrure 21 de la jambe 2 est reliée par un câble 36 dont le déroulement est commandé par un treuil 37 disposé au-dessus de l'ouverture 10 ménagée dans le pont 1.
Les réservoirs 6 et 40 de la jambe 2 sont alors ballastés en les remplissant progressivement d'eau ce qui a pour effet d'immerger la jambe 2 au- dessous du niveau de l'eau et à une profondeur suffisante pour permettre le passage de l'extrémité supérieure de cette jambe 2 au-dessous de la surface inférieure du pont 1 , comme montré à la Fig. 7. L'immersion de la jambe 2 est également contrôlée par les câbles 32 et 34 et les treuils 33 et 35. Dès que la jambe 2 est suffisamment immergée, les câbles 32 et
34 sont désolidarisés de l'extrémité supérieure de cette jambe 2 et les treuils 37 déplacent par l'intermédiaire des câbles 36, la jambe 2 pour l'amener progressivement à l'aplomb de l'ouverture 10 du pont 1 , comme cela apparaît à la Fig. 8. Ensuite, les réservoirs flottants 6 et 40 sont vidés et remplis d'air ce qui provoque la remontée de la jambe 2 dans l'ouverture 10, ainsi que représenté à la Fig. 9. La jambe 2 ainsi positionnée dans l'ouverture 10 du pont 1 est solidarisée de ce pont 1 par les systèmes d'entraînement de type pignons- crémaillères prévus sur le pont 1 et les réservoirs flottants 6 sont retirés les uns à la suite des autres (Fig. 10) et la jambe 2 est déplacée verticalement par le système d'entraînement.
Les mêmes opérations sont effectuées pour chaque jambe 2 de la plate-forme l .
Ensuite, la plate-forme ainsi assemblée est déplacée sur le site de production.
Sur le site de production, les jambes 2 sont progressivement descendues par les mécanismes d'entraînement pour appliquer les caissons supports 5 sur le fond marin 4. Ensuite, les réservoirs flottants 40 fixes sont ballastés pour aider à l'enfoncement des caissons supports 5 dans le fond marin.
Le transport des jambes 2 jusqu'au site d'assemblage avec le pont 1 peut être effectué sans barge, grâce aux réservoirs flottants et au caisson support qui permettent à chaque jambe de flotter. Le procédé selon l'invention permet de pouvoir assembler les tronçons des jambes entre eux horizontalement ce qui évite l'installation d'une infrastructure lourde pour effectuer ces opérations.
De plus, le procédé selon l'invention présente l'avantage de pouvoir fabriquer les jambes et le pont sur deux sites de fabrication indépendants ce qui impose moins de contraintes et plus de mobilité et une meilleure utilisation des sites de fabrication en fonction des compétences de chacun.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'installation des jambes (2) sur un pont (1) d'une plate-forme d'exploitation en mer, caractérisé en ce qu'il consiste en les étapes suivantes : - à assembler entre eux et horizontalement les différents éléments
(20, 21 , 22) de chaque jambe (2),
- à fixer à l'extrémité inférieure de chaque jambe (2), un caisson support (5) et sur la moitié supérieure de chaque jambe (2), d'une part, à l'extérieur de ladite jambe (2) au moins un réservoir flottant (6) amovible et, d'autre part, à l'intérieur de ladite jambe un réservoir flottant (40) fixe,
- à amener sur un site d'assemblage le pont (1) et les jambes (2) de la plate-forme, le caisson support (5) et les réservoirs flottants (6, 40) étant remplis d'air,
- à placer horizontalement en flottaison les jambes (2), - à faire basculer progressivement une première jambe (2) de sa position horizontale en une position sensiblement verticale en ballastant le caisson support (5) de cette jambe (2), ladite jambe (2) étant maintenue dans cette position par les réservoirs flottants (6, 40),
- à relier la jambe (2) au pont (1) par au moins un organe de liaison (36, 37),
- à immerger verticalement et progressivement la jambe (2) en ballastant les réservoirs flottants (6, 40) pour amener l'extrémité supérieure de la jambe (2) au-dessous de la surface inférieure du pont (1),
- à déplacer la jambe (2) par l'organe de liaison (36, 37) pour l'amener à l'aplomb d'une ouverture (10) de réception ménagée dans le pont (1),
- à remonter progressivement la jambe (2) en remplissant d'air les réservoirs (6, 40) pour l'engager dans l'ouverture (10),
- à solidariser la jambe (2) au pont (1) de la plate-forme,
- à effectuer les mêmes opérations pour chaque jambe (2) de la plate-forme,
- à descendre progressivement les jambes (2) pour appliquer les caissons supports (5) sur le fond marin (4) et à ballaster les réservoirs flottants (40) fixes pour aider l'enfoncement des caissons supports (5) dans le fond marin
(4).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on fixe ledit au moins réservoir flottant (6) de préférence au tiers de la hauteur de la jambe (2) par rapport à l'extrémité supérieure de cette jambe (2).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on retire ledit au moins réservoir (6) amovible après avoir solidarisé la jambe (2) au pont (1 ) de la plate-forme.
PCT/FR2005/002378 2004-10-04 2005-09-26 Procede d'installation des jambes sur un pont d'une plate-forme d'exploitation en mer WO2006037870A1 (fr)

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