WO2011083268A1 - Ensemble de support d'au moins une conduite de transport de fluide à travers une étendue d'eau, installation et procédé associés - Google Patents

Ensemble de support d'au moins une conduite de transport de fluide à travers une étendue d'eau, installation et procédé associés Download PDF

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WO2011083268A1
WO2011083268A1 PCT/FR2011/050004 FR2011050004W WO2011083268A1 WO 2011083268 A1 WO2011083268 A1 WO 2011083268A1 FR 2011050004 W FR2011050004 W FR 2011050004W WO 2011083268 A1 WO2011083268 A1 WO 2011083268A1
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WO
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assembly
lower section
support
anchor
buoy
Prior art date
Application number
PCT/FR2011/050004
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English (en)
Inventor
Ange Luppi
Philippe Espinasse
Original Assignee
Technip France
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12—Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/20—Accessories therefor, e.g. floats, weights
    • F16L1/24—Floats; Weights
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • B63B21/507—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers with mooring turrets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00—Buoys
    • B63B22/02—Buoys specially adapted for mooring a vessel
    • B63B22/021—Buoys specially adapted for mooring a vessel and for transferring fluids, e.g. liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00—Buoys
    • B63B22/04—Fixations or other anchoring arrangements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/01—Risers
    • E21B17/012—Risers with buoyancy elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Definitions

  • Support assembly for at least one fluid transport pipe across a body of water, associated installation and method
  • the present invention relates to a submerged assembly for supporting at least one fluid transport pipe across a body of water, of the type comprising:
  • a support buoy intended to be totally immersed in the body of water, the buoy being kept at a distance from the bottom of the body of water under the effect of its own buoyancy, the buoy comprising at least one driving support surface;
  • At least one anchor assembly comprising a base intended to be fixed in the bottom of the body of water
  • At least one flexible anchor line connecting the anchor assembly to the support buoy
  • the anchor line comprising at least one lower section.
  • Such a support assembly is intended in particular to carry conduits conveying fluids between a production assembly, located on the bottom of a body of water, and a set of surface.
  • the fluid transported by the transport pipe is in particular a mixture of liquid or gaseous hydrocarbons, which are collected from wells in the bottom of a body of water.
  • GB 2 295 408 discloses an installation comprising a support assembly of the aforementioned type.
  • This installation comprises a plurality of parallel transport conduits supported by the support assembly.
  • Each conduit comprises a lower section formed by a semi-rigid riser extending catenary between the bottom assembly and the support assembly.
  • Each conduit further includes a flexible upper section, referred to as the "jumper”, which connects the support assembly to the surface assembly.
  • the upper flexible section has a J-shaped conformation. It is thus capable of damping the relative movements of the surface assembly that are due in particular to waves, wind, waves and / or marine currents.
  • the support assembly comprises a buoy completely immersed under the surface of the body of water to a depth sufficient for the horizontal movements of the buoy related to currents and agitation of the extent of surface water is minimal.
  • each anchor line is attached at its lower end to the bottom of the body of water through an anchor assembly.
  • Such a submerged support assembly is sturdily secured and allows the support buoy and the pipes to be held in a satisfactory position relative to the bottom of the body of water.
  • the support must be maintained substantially horizontal in the body of water.
  • the voltage applied to each anchor line must be adjusted to balance the position of the support buoy and prevent certain anchor lines from undergoing excessive tensile stresses.
  • An object of the invention is therefore to provide a support assembly of a plurality of pipes which comprises a totally submerged support buoy, fixed by anchoring lines on the bottom of the body of water, the support buoy that can be positioned very precisely and very balanced in the body of water.
  • the subject of the invention is an immersed assembly of the aforementioned type, characterized in that the anchor assembly comprises:
  • a device for guiding the lower section the lower section being movably mounted in the guide device with respect to the base between an expanded configuration, in which the height of the anchor line projecting above the base is at a maximum , and a contracted configuration in which the height of the anchor line above the base is minimal;
  • the immersed assembly according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • the lower section of the anchor line is formed of chain links;
  • the anchor line comprises an upper section formed of a cable, in particular based on a cord of son, the length of the lower section advantageously being less than 20% of the length of the upper section;
  • the guide device comprises a tubular member for passage of the lower section, the lower section being engaged through a passage in the tubular member;
  • the tubular member comprises at least one angular indexing member of the lower section relative to a lower section of the flow axis in the passage, the angular indexing member protruding into the passage;
  • the tubular member defines an upper guide surface diverging upwardly away from the base;
  • the guide device comprises a fixed armature, the tubular member being articulated relative to the fixed armature around at least one substantially horizontal axis of rotation.
  • the releasable locking member is movable in rotation together with the tubular member relative to the fixed armature;
  • the guide device comprises at least one pulling mechanism of the lower section adapted to move the lower section to its contracted configuration
  • the releasable locking member is movably mounted relative to the lower section between a disengaged position of the lower section and an engagement position on the lower section;
  • the guiding device comprises at least one guide pulley provided with hook members of the lower section, the support assembly comprising at least one pulling mechanism of the lower section disposed away from the anchor assembly; ;
  • the guiding device is removably mounted on the base;
  • the locking member is carried by the base of the anchoring assembly.
  • the invention also relates to a fluid exploitation installation through a body of water, of the type comprising:
  • the invention further relates to a method of setting up a fluid exploitation installation as described above, characterized in that it comprises the following steps:
  • the method according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken alone or in any combination (s) technically possible (s):
  • the fixing step comprises the temporary fixing of the lower section on the anchor assembly and the vertical suspension of the anchor line by means of a fully immersed float, then the fixing of the or each line anchoring on the support buoy;
  • the method includes a step of laying the transport pipe, the laying step comprising placing a lower portion of the transport pipe between the bottom assembly and the support assembly, and placing placing an upper portion of the transport line between the support assembly and the surface assembly, and connecting the lower section to the upper section; and
  • the establishment of the lower section of the transport pipe comprises the fixing of a flexible link in the vicinity of an upper end of the lower section of the transport pipe, the flexible link comprising a hooking abutment on the buoy of support;
  • the invention further relates to a method of setting up a fluid exploitation installation, the installation comprising:
  • a support assembly of at least one fluid transport pipe across a body of water comprising: * A support buoy to be fully immersed in the body of water, the buoy being kept away from the bottom of the body of water under the effect of its own buoyancy, the buoy comprising at least one driving support surface;
  • At least one anchor assembly comprising a base intended to be fixed in the bottom of the body of water;
  • the installation comprising:
  • At least one fluid transport pipe connecting the bottom assembly to the surface assembly, at least one section of the transport pipe being placed in abutment on the support surface of the buoy;
  • the laying step comprising the establishment of a lower section of the transport pipe between a bottom assembly and the support assembly, and the establishment of an upper section of the transport pipe between the support assembly and a surface assembly, and the connection of the lower section to the upper section,
  • the method, installation and support assembly may include one or more of the foregoing features, taken alone or in any technically possible combinations.
  • the installation comprises a plurality of transport pipes, the introduction of each lower section of a transport pipe comprising the fixing of a flexible link in the vicinity of an upper end of the lower section. of the transport pipe, the flexible link comprising a hooking abutment on the support buoy, the temporary fixation of the hooking abutment on the support buoy, and once the hooking stops of all the flexible links fixed. on the buoy, the pull of each flexible link to raise the upper end of the lower section of the transport pipe on the support buoy.
  • the support assembly does not necessarily include a device for guiding the lower section of the anchor line, the lower section of the anchor line being mounted movably in the guide device relative to the base between an expanded configuration, wherein the height of the anchor line projecting above the base is maximum, and a contracted configuration in which the height of the anchor line above the base is minimal or a releasable locking member in vertical position of the anchor line on the anchor assembly.
  • the method does not necessarily involve moving the lower section of the anchor line relative to the anchor assembly through the guide device to adjust the height of the anchor line projecting above the anchor line. base, nor engagement of the locking member on the anchor line to maintain in vertical position the anchor line relative to the anchor assembly.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a fluid exploitation installation, comprising a first immersed support assembly according to the invention
  • FIG. 2 is a view from above of the support buoy of the support assembly of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a side view of an anchoring element of the support buoy shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 is an enlarged view of a marked detail IV of the device for guiding and retaining the anchoring element shown in FIG. 3;
  • FIG. 5 is a view taken in section along a median vertical plane of the detail shown in Figure 4;
  • FIG. 6 is a partial top view of the anchor element shown in Figure 3;
  • FIG. 7 is a side view of the fastening means of the anchor line on the support buoy
  • FIG. 8 to 12 are schematic views similar to Figure 1 successive steps of a method of placing the immersed support assembly according to the invention in the body of water;
  • FIGS 13 to 16 are partial perspective views of three-quarter faces of the support buoy, in successive steps of the method of placing the fluid transport lines on the support buoy;
  • FIG. 17 is a perspective view from above of an anchoring line fixing step according to the invention, in a variant of the placing method according to the invention.
  • FIG. 18 is a view similar to Figure 3 of the anchoring element of a second installation according to the invention.
  • FIG. 19 is a view similar to Figure 3 of the anchoring element of a third installation according to the invention.
  • This installation 10 is intended to convey a fluid collected in the bottom 12 of a body of water 14 to the surface 16 of the body of water.
  • the fluid is advantageously a mixture of liquid and / or gaseous hydrocarbons.
  • the body of water 14 is for example an expanse of salt water such as a sea or an ocean, or an expanse of fresh water, such as a lake.
  • the depth of the water body 14, taken opposite the installation 10 between the bottom 12 and the surface 16 is greater than 800 meters and is in particular between 800 meters and 3000 meters.
  • the installation 10 comprises a bottom assembly 18 intended to collect the fluid extracted from the bottom 12 of the body of water, a set of surface 20 at least partially disposed above the surface. 16 of the water body 14, and at least one fluid transport pipe 22 between the bottom assembly 18 and the surface assembly 20.
  • the installation 10 comprises a plurality of pipes 22 arranged in parallel, for example between 2 and 20 transport pipes 22.
  • the installation 10 further comprises a first immersed assembly 24 supporting the or each pipe 22.
  • the bottom assembly 12 is, for example, a fixed underwater installation comprising a wellhead, a manifold, and / or another collector and delivering a product coming from a reservoir of fluid located beneath the surface of the surface. 'water.
  • the entire surface 20 is partially immersed in the body of water. It includes for example a floating platform or a floating unit for production, storage and discharge of fluid designated by the acronym "FPSO”.
  • This assembly 20 comprises at least one fluid reservoir and means for discharging the fluid (not shown) from the reservoir for conveying this fluid to an installation located on the ground.
  • the submerged assembly 24 comprises a submerged buoy 26 for supporting and guiding the pipes 22, a plurality of anchor assemblies 28 fixed in the bottom 12 of the body of water 14 and a plurality of anchoring lines 30 connecting each anchor assembly 28 to the buoy 26.
  • the submerged buoy 26 comprises, in this example, two longitudinal horizontal retaining caissons 32, at least one transverse caisson 34 connecting the two longitudinal caissons 32 and a guide and support assembly 36 or each duct 22.
  • the buoy 26 further comprises mooring assemblies 38 for each anchor line 30.
  • the longitudinal boxes 32 extend parallel to a substantially horizontal central axis A-A '.
  • the buoy 24 comprises three parallel transverse boxes 34 arranged perpendicular to the axis A-A 'in the vicinity of a rear end 40 of each longitudinal box 32.
  • the submerged buoy 26 In projection in a horizontal plane, the submerged buoy 26 has a substantially open U-shape between the front ends 42 of the longitudinal boxes 32.
  • the distance between the longitudinal boxes 32 between them is substantially equal to the length of these boxes.
  • the guide assembly 36 comprises, for each pipe 22, an arc 44 of pipe support, a channel 46 for guiding the pipe 22, disposed at the top of the arch 44, and a connecting arm 48 disposed at the foot of the arch 44.
  • the arches 44 are each fixed by their lower ends on the boxes 34. They overlap each box 34 extending substantially in vertical planes parallel to the axis A-A ' .
  • Each arch 46 defines an upper bearing surface 50 on which runs at least one section of the pipe 22.
  • the arches 44 are formed integrally by being connected to each other.
  • each surface 50 has a concave shape directed upwards.
  • Each channel 46 protrudes vertically from the bearing surface 50, at the top of the arch 44.
  • Each channel 46 defines a longitudinal passage 52 for guiding the pipe 22 opening longitudinally on either side of the channel 46.
  • the transverse extent of the passage 52 is substantially equal to the outside diameter of the pipe 22 resting on the arch 44 .
  • the passages 52 of the different channels 46 extend parallel to each other to allow a parallel arrangement of the pipes 22 and eliminate the risk of entanglement of these pipes 22 between them.
  • Each connecting arm 48 protrudes longitudinally from a lower end of each arch 44 located between the caissons 32.
  • Each arm 48 defines an internal passageway passageway slot 54 of vertical or inclined axis.
  • the light 54 opens longitudinally forwards by an insertion slot 56 of a flexible guide link, as will be seen below.
  • each mooring assembly 38 of an anchor line 30 comprises a receptacle 60 and a gripping arm 62.
  • the receptacle 60 is fixed on a box 32, 34 of the buoy 26 by a connecting arm 64.
  • the receptacle 60 has a substantially C-shaped horizontal section. It delimits a frustoconical interior cavity 66 converging towards the bottom and opening away from the casing 32, 34 by a vertical slot 68 for passing the mooring.
  • the gripping arm 62 has, at its free end, a jaw 70 able to grip a peripheral surface of the duct 22.
  • the first assembly 24 comprises a plurality of mooring assemblies 38 distributed around the buoy 26.
  • it comprises several pairs 72A to 72D of adjacent mooring assemblies 38.
  • a first pair 72A and a second pair 72B are fixed transversely respectively on the longitudinal boxes 32, on the surface of these boxes 32 located away from the axis A-A '.
  • Two pairs 72C, 72D protrude longitudinally from the rear end
  • the number of anchor lines 30 is advantageously equal to the number of mooring assemblies 28.
  • Each line 30 comprises, from top to bottom in FIG. 1, a fixing head 80 on the buoy 26, an upper section 82 formed of a cable, and according to the invention, a lower section 84 formed of a chain.
  • the fastening head 80 comprises a connecting ring 86, a flexible cone 88 engaging in the receptacle 60, and a stiffening tube 90 intended to be grasped by the jaws 70 of the gripping arm 62.
  • the cone 88 has an outer peripheral surface of shape complementary to that of the frustoconical cavity 66.
  • the tube 90 is more rigid than the upper section 82. It extends over a length of less than 10% of the length of the anchor line 30, taken between the fixing head 80 and the lower end (not visible). of the lower section 84.
  • the upper section 82 is made for example by a cable formed of a strand or a rope of metal or synthetic son, referred to as "wire rope” or “synthetic rope”.
  • the lower section 84 forms a chain of closed links 92 assembled together.
  • the successive links 92 of the chain are oriented in planes perpendicular to each other when the lower portion 84 is kept under vertical tension.
  • each link is greater than 400 mm and the width of each link is greater than 200 mm.
  • the length of the lower section 84 is less than 20% of the length of the anchor line 30, as defined above. This length is for example between 5 m and 20 m.
  • the lower section 84 is attached to a lower end 94 of the upper section 82. In this example, this attachment is permanent.
  • the anchor lines 30 are arranged in pairs. They are maintained substantially vertically under tension when they are connected on the one hand to the buoy 26 and on the other hand to the anchoring assemblies 38.
  • each anchoring assembly 28 comprises a base 100 fixed in the bottom of the body of water, and at least one guiding device 1 10 of an anchor line 30 mounted on the base 100.
  • Each anchor assembly 28 further comprises means 1 12 for fixing the or each guide device 1 10 on the base 100 and, for each line 30, a releasable locking member 1 14 of the line 30 in its vertical position .
  • the base 100 is common to two guiding devices 1 10 of two adjacent anchor lines 30.
  • the base 100 advantageously comprises a substantially cylindrical pile 1 16 partially embedded in the bottom of the body of water 12.
  • the stack 1 16 delimits an upper support wall 1 18 guiding devices and a side wall 120 defining an interior volume opening downwards.
  • the battery 1 16 is advantageously a suction cell provided with at least one suction valve (not shown) of the interior volume.
  • the base 100 comprises a gravity base, a "torpedo" type battery or an anchor.
  • the guiding device 1 10 comprises a fixed armature 130 and a guide member 132 articulated on the fixed armature 130 via a universal joint 134.
  • the guiding device 1 10 further comprises a traction mechanism 136 of the lower section 84 of the anchor line 30.
  • the fixed armature 130 includes a base box 138 attached to the battery 1 16, and a support tripod 140 for carrying the guide member 132, the tripod 140 projecting upwardly from the base box 138.
  • the base box 138 is hollow. It internally defines a ballast receiving tank 142, which is adapted to also receive the portion of the lower section 84 which is not suspended vertically under the upper section 82.
  • the tripod 140 includes a plurality of legs 144 and a support plate 146 disposed away from and above the well 138.
  • the legs 144 extend inclined with respect to a vertical axis to converge towards the plate 146, in order to ensure a good recovery of the forces applying to the device 1 10.
  • the plate 146 defines an internal slot 148 extending longitudinally parallel to the axis A-A '.
  • the slot 148 allows relative movements of the guide member 132 relative to the armature 130 and the base 100, at least in a longitudinal direction.
  • the height separating the plate 146 from the caisson 142 is greater than at least the height of four successive chain links 92 on the lower section 84.
  • the guiding member 132 comprises a tubular sleeve 150 for guiding, extended upwards by a funnel 152 for insertion of the lower section 84.
  • the guiding member 132 further comprises at least one inner rib 154 of angular indexing of the lower section 84 about a vertical insertion axis B-B '.
  • the guide sleeve 150 is fixed on the universal joint 134. It projects upwardly through the slot 148 above the plate 146.
  • the length of the guide tube 150 is greater than the height of a chain link 92, advantageously at the height of at least three chain links 92 held vertically engaged in each other.
  • the funnel 152 diverges upwards away from the guide tube 150. As will be seen below, the funnel 152 is intended to facilitate the reception of the lower end of the lower section 84 when connecting the line. 30.
  • the funnel 152 and the guide tube 150 define internally a substantially vertical passage 156 for the circulation of the lower section 84.
  • the passage 156 extends along the axis BB 'and opens upwards through the funnel 152 and downwardly through the lower end of the tube 150.
  • the guide ribs 154 protrude vertically into the passage 156 from the guide tube 150 and the funnel 152. They are angularly distributed around the axis B-B 'to define an inner section of the passage 156 in the form of a cross.
  • This arrangement of the ribs 154 makes it possible to angularly index the successive chain links 92 arranged at right angles to the lower section 84, when the section 84 is introduced into the guide member 132.
  • the universal joint 134 has an outer yoke 158 fixed under the plate 146, an outer rotary member 160 rotatably mounted in the yoke 158 about a first horizontal axis CC and a second rotatable inner member 162 rotatably mounted in the outer rotary member 160 about an axis DD 'perpendicular to the axis CC.
  • the guide tube 150 of the guide member 132 is fixed on the inner rotary member 162.
  • the inner rotational member 162 defines a vertical passage 164 into which the vertical passage 156 of the guide member 132 opens.
  • the guide member 132 is rotatably mounted relative to the fixed armature 130 around two horizontal perpendicular axes of rotation C-C and D-D '.
  • the guide tube 150 and the funnel 152 are movable in the slot 148 to absorb the horizontal displacements of the support buoy 26 which can cause an inclination of the lines 30 with respect to a vertical axis.
  • the maximum angular displacement of the guide member 132 relative to the vertical is at least 30 °, preferably at least 40 ° around the two axes BB 'and CC in both directions of rotation.
  • the traction mechanism 136 comprises a member 170 for engaging the lower section 84 and a jack 172 for moving the engagement member 170 along the axis B-B '.
  • the engagement member 170 includes a fork defining two fingers 174 for application on a chain link 92, and a slot 176 for inserting a chain link 92 between the fingers 174.
  • the jack 172 comprises two parallel jack rods 178 interconnected by an actuating handle 180 that can advantageously be gripped by an external remote-controlled vehicle to actuate the rods 178.
  • the engagement member 170 is attached to the lower end of the rods 178 to be movable together with the rods 178 relative to the armature 130.
  • the rods 178 are displaceable in translation parallel to the axis B-B 'of the guide member 132 between a retracted upper position and a deployed lower traction position of the lower section 84 towards the base 100.
  • the movement of the rods 178 is caused by moving the handle 180 downwards.
  • the rods 178 are hydraulically actuated via a control fluid.
  • the locking member 1 14 is able to hold the lower section 84 in position relative to the guide device 1 10.
  • the locking member 1 14 in position of the lower section 84 is formed by a fork structure similar to that of the engagement member 180.
  • the member 1 14 comprises two fingers 190 delimiting between them a slot 192 inserting a link 92.
  • the locking member 1 14 is pivotally mounted relative to the frame 130 between a locking position substantially perpendicular to the axis BB 'and a position of release of the passage of the lower section 84 inclined or parallel to the axis B- B '.
  • the locking member 1 16 is articulated on the yoke 158 of the universal joint 134.
  • the fingers 190 are disposed in an upper abutment against the yoke 158.
  • the yoke 158 forms a locking stop in the upward rotation of the locking member 1 14, especially when a link 92 of the chain is applied under the finger 190 and that the section 84 is urged upwards by pulling the buoy 26.
  • Section 84 is free to move down along the BB 'axis by sliding on an upper surface of the fingers 190.
  • the lower portion 84 is adapted to be displaced relative to the base 100 through the guide member 132, upon placement of the support assembly 24, between an expanded configuration, wherein the length of the section 84 protrusion vertically above the base 100 is maximum, and a configuration contracted on the base 100, wherein the height of the section 84 which protrudes above the base 100 is minimal.
  • the downward movement of the section 84 is advantageously caused by the actuation of the cylinder 172 to move the engagement member 170 downwards. This displacement requires the release of the locking member 1 14.
  • the attachment means 1 12 of the device 1 10 on the base 100 comprise hooks 196 preferably integral with the base 100, and intended to hook on the fixed armature 130 of each guide device 1 10.
  • the hooks 196 are distributed around the periphery of the upper wall 1 18.
  • Each fluid transport pipe 22 comprises a lower section 200 arranged in a chain between the bottom assembly 18 and the support buoy 26, and a flexible upper section 202 in the shape of a wave, arranged between the support buoy 26 and the surface assembly 20.
  • the lower section 200 is connected at its lower end to the bottom assembly 18. In the example shown in FIG. 2, it has an upper end 204 connected to a connection arm 48.
  • the lower section 200 is advantageously formed of a flexible or semi-rigid pipe.
  • the upper section is formed of a flexible pipe of the unbound type of companies FLEXI FRANCE or FLEXIBRAS as defined by API 17J or API RP 17B.
  • the upper portion 202 has an upstream portion 206 disposed in abutment on the upper surface 50 of the arch 44 and engaged through the gutter 46, and a downstream portion 208 J-shaped extending between the arch 44 and the surface assembly 20 across the body of water 14.
  • each base 100 is brought, by means of a laying ship 230, facing the bottom region 12 of the body of water 14 on which it must be placed.
  • the base 100 is then lowered by means of a crane 232 to be placed and then anchored in the bottom 12.
  • the side wall 120 of the cell 1 16 then partially enters the bottom of the body of water 12 and the suction valves are connected to a vacuum pump to suck the gas volume present under the upper wall 1 18 between the wall side 120 of the battery 1 16.
  • a first guide device 1 10 is lowered into the body of water from the laying ship 230.
  • the guiding device 1 10 is placed on the base 100 and is fixed on the base 100 through the hooks 196 of the fastening means 1 12, as shown in Figure 9.
  • the lower section 84 of an anchor line 30 is connected to a second guide device 1 10.
  • the links 92 of the lower section 84 are introduced into the guide member 132 through the funnel 152, then through the guide tube 150 being oriented angularly about the axis BB 'by the ribs guidance 154.
  • the section 84 is then partially lowered into the base box 138 of the fixed armature 130, then the locking member 1 14 is activated to lock in axial position along the vertical axis BB 'the lower section 84 relative to to the guiding device 1 10.
  • a temporary float 234 is connected to the upper end of the line 30 between the crane 232 and the line 30.
  • the crane 232 is then maneuvered to completely immerse the second guide device 10, the line 30 and the float 234, and place them substantially vertically until the second guide device 10 is applied against the base 100 to side of the first guide device 1 10 previously installed on this base 100.
  • the second guiding device 1 10 is hooked on the base 100 by means of the fixing means 1 12.
  • the float 234 is then released from the crane 232. Under the effect of its buoyancy, the float 234 maintains the line 30 in a vertical configuration above the base 100.
  • ballast element 240 is hooked under the buoy 26 to descend to the anchor lines 30. During this descent, the buoy 26 is suspended from two cables 242 carried respectively by ships laying 244A, 244B.
  • the buoy 26 is then disposed between the heads 80 of the lines 30 previously installed.
  • the fixing head 80 of each line 30 is then introduced into a respective mooring assembly 38.
  • the conical abutment 88 is introduced into a receptacle 60 and the tube 90 located under the abutment 88 is received in a gripping arm 62.
  • the ballast element 240 is detached from the support buoy 26 and is raised to the surface via a laying ship 244A, 244B.
  • the buoy 26 is then advantageously deballasted by pumping a gas inside the boxes 32, 34 to increase its buoyancy.
  • the buoy 26 is then urged towards the surface 16 under the effect of its own buoyancy.
  • each anchoring line 30 which tends vertically between the anchoring element 28 and the buoy 26.
  • the vertical retention of the buoy 26 is ensured in particular by the cooperation between the conical abutment 88 and the receptacle 60.
  • the height of the lower sections 84 projecting above the base 100 is adjusted via the traction mechanism 136.
  • a submarine remote-controlled vehicle 250 is thus lowered opposite the traction mechanism 136 to actuate the handle 180 of each jack 172 and to jointly lower the rods 178 and the engagement member 170 towards the base 100, after release of the locking member 1 14.
  • An increasing length of the section 84 is thus swallowed in the box 138 until the desired voltage and length are obtained on the line 30.
  • the locking member 1 14 is then put back in place to maintain the vertical position of the section. 84.
  • a second group of anchor lines 30 is fixed between the anchor assemblies 28 and the support buoy 26.
  • the line 30 is lowered at its upper end by the crane 232, and at its lower end 92 by an auxiliary wire 236.
  • the line 30 is first introduced in a set of mooring 38, then the lower section 84 is guided towards the first guide device 1 10 via the rope 236.
  • the links 92 of the section 84 are then introduced into the guide member 132 through successively the funnel 152, the guide tube 150, and are extracted through the passage 156 to the base box 138.
  • the locking member 1 14 is then activated by engaging the fingers 190 on the lower section 84. As previously described, the height of the base section 84 projecting above the base 100 is then adjusted via of the traction mechanism 136.
  • a guiding device 1 10, provided with a traction mechanism 136 and a releasable locking member 1 14, thus makes it possible, in combination with the structure of each anchor line 30, to adjust in a simple manner and specifies the positioning of the submerged buoy support 26, and the active length of each line 30. This facilitates the installation and subsequent use of the support assembly 24 and prevents the voltage applied to each anchor line 30 sort of defined specifications.
  • each pipe 22 is placed on the bottom 12 of the body of water 14. It is hanged in a chain by its upper end 260 by means of a traction cable 262 provided with an attachment stop 264 on the submerged buoy 26.
  • the abutment 264 is disposed at a small distance from the end of the lower section 200, for example at a distance less than 10% of the length of the section 200.
  • the cable 262 has a greater flexibility than the lower section 200. It can therefore be oriented substantially vertically when the lower portion 200 is hung in a chain at its lower end.
  • the abutment 264 is then placed in a connection arm 48 to temporarily hold the lower section 200 in suspension under the buoy 26 by means of the cable 262.
  • the angular tolerance of inclination of the stop 264 with respect to a vertical axis can be reduced to a minimum, for example to a value of less than 6 °.
  • the design of the connecting arms 48 is facilitated.
  • buoy 26 does not undergo strong angular constraints during the implementation in parallel of the different lower sections 200.
  • each section 200 is successively pulled towards the connecting arm 48 by pulling on the cable 262, as illustrated in FIG. 15. The upper end of each section 200 is then fixed in the connecting arm 48.
  • the flexible upper sections 202 are then descended from the surface.
  • Each upper section 202 is disposed resting on the upper surface 50 of the support arch 44 to be connected to each lower section 200.
  • At least two adjacent anchoring lines 30 are connected to the same float 234 during the placement of the buoy 26.
  • the lines 30 are hung on a horizontal beam 270 of spacing to be arranged parallel to each other at a distance corresponding to the distance between the receptacles 60 of two adjacent docking assemblies 38.
  • the guiding devices 1 10 connected to the same base 100 are successively lowered into the body of water to be fixed on the base 100, independently of the anchoring lines 30, without receiving a lower section 84. Then, the lower sections 84 of the two parallel lines, carried by the float 234 and the beam 270 are introduced into the guide device 10 and are respectively fixed by the locking members 1 14 of each device 1 10.
  • the assembly formed by the float 234, the beam 270, and the fixing heads 80 of the lines 30 is towed substantially horizontally to the mooring assemblies 38.
  • the heads 80 are then introduced simultaneously into the corresponding receptacles 66.
  • the guiding device 1 10 of a second assembly 280 according to the invention is shown in FIG. 18.
  • the device 1 10 comprises a toothed guide pulley 282 rotatably mounted on the armature 130 about a horizontal axis E-E '.
  • the pulley 282 includes notches 284 adapted to engage in the various chain links 92.
  • the notches 284 protrude radially into the groove of the pulley 282.
  • the armature 130 comprises a chain support channel 286 delimiting a concave channel support surface 287 located above the pulley 282.
  • the armature 130 further comprises a base 286 for supporting an upper end of the section 84. which protrudes upwards and away from the pulley 282.
  • the releasable locking member 1 14 is moreover carried by the armature 130 while being arranged facing the upper wall 1 18.
  • the traction mechanism 136 is formed by a winch independent of the anchoring assembly 28.
  • the winch can be raised to the surface once the tension and the length of the lower section 84 are adjusted.
  • the lower section 84 is detachably connected to the upper section 82 via a connector 290.
  • the connector 290 comprises a connection head 292 fixed on the upper end of the lower section 84 and adapted to be engaged by a sleeve 294 secured to the lower end of the section 82.
  • the head 292 is received at rest on the support base 288.
  • the head 292 and the socket 294 are of the "Delmar" type.
  • the assembly of the second assembly 280 differs from the assembly of the first assembly 24 in that initially the lower section 84 is brought to rest by the guide device 1 10. In this configuration, the head 292 is received on the base 288. The chain links 92 then extend on the support channel 286, then pass around the pulley 282 engaged in the notches 284 before passing into the locking member 1 14.
  • the upper section 82 is then lowered into the body of water as previously described.
  • the sleeve 294 for gripping the head 292 is brought near the base 288 to grip the head 292 and connect the upper section 82 to the lower section 84.
  • the lower section 84 is then extracted from the channel 286 and tends vertically in the axis B-B 'of the upper section 82.
  • a pulling mechanism 134 is connected to the lower end 296 of the lower section 84.
  • the locking member 11 is then disengaged from the section 84 and the traction mechanism 136 pulls on the lower section 84 to adjust the effective section height 84 projecting above the base 100.
  • the section 84 is guided by the pulley 282.
  • the latch member 14 is reengaged to lower section 84, and pull mechanism 136 is disconnected.
  • this assembly 298 comprises a toothed pulley 282 common to two guide assemblies 1 10 to receive the single chain forming the lower portion 84 of the two adjacent lines 30.
  • the tension and the height of each line 30 is set relatively between the lines 30 by moving the section 84 around the pulley 282.
  • the immersed support assembly comprises a device for guiding an upper portion of the anchor line 30 carried by the support buoy 26.
  • the upper section of the anchor line is advantageously formed of chain links.
  • the upper section is movably mounted in the guide device relative to the buoy 26 between an expanded configuration, in which the height of the anchor line 30 projecting above the base 100 is maximum, and a configuration contracted in which the height of the anchor line 30 above the base 100 is minimal.
  • the submerged assembly then comprises a releasable locking member 1 14 of the line 30 on the buoy in its vertical position.
  • the guiding device is similar to the guiding devices 1 10 described above.
  • the line 30 is not necessarily provided with a lower section formed of chain links 92 and the anchor assembly 28 does not necessarily include a guide device 1 10 carried by the base 100.

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Abstract

Cet ensemble comprend une bouée de support et un ensemble d'ancrage (28) comportant une base (100) fixée dans le fond (12) de l'étendue d'eau. Il comporte une ligne flexible d'ancrage (30) raccordant l'ensemble d'ancrage (28) à la bouée de support (26). La ligne d'ancrage (30) comporte un tronçon inférieur (84) formé de maillons de chaîne (92). L'ensemble d'ancrage (28) comporte un dispositif (110) de guidage du tronçon inférieur (84). Le tronçon inférieur (84) est monté mobile dans le dispositif de guidage (110) par rapport à la base (100) entre une configuration déployée, et une configuration contractée et un organe (114) de verrouillage libérable de la ligne d'ancrage (30) sur l'ensemble d'ancrage (28).

Description

Ensemble de support d'au moins une conduite de transport de fluide à travers une étendue d'eau, installation et procédé associés
La présente invention concerne un ensemble immergé de support d'au moins une conduite de transport de fluide à travers une étendue d'eau, du type comprenant :
- une bouée de support destinée à être totalement immergée dans l'étendue d'eau, la bouée étant maintenue à l'écart du fond de l'étendue d'eau sous l'effet de sa propre flottabilité, la bouée comportant au moins une surface d'appui de conduite ;
- au moins un ensemble d'ancrage comportant une base destinée à être fixée dans le fond de l'étendue d'eau ;
- au moins une ligne flexible d'ancrage raccordant l'ensemble d'ancrage à la bouée de support ;
la ligne d'ancrage comportant au moins un tronçon inférieur.
Un tel ensemble de support est destiné notamment porter des conduites convoyant des fluides entre un ensemble de production, situé sur le fond d'une étendue d'eau, et un ensemble de surface.
Le fluide transporté par la conduite de transport est notamment un mélange d'hydrocarbures liquides ou gazeux, qui sont recueillis à partir de puits ménagés dans le fond d'une étendue d'eau.
On connaît par exemple de GB 2 295 408, une installation comportant un ensemble de support du type précité.
Cette installation comprend une pluralité de conduites de transport parallèles supportées par l'ensemble de support. Chaque conduite comprend un tronçon inférieur formé par une colonne montante semi-rigide s'étendant en caténaire entre l'ensemble de fond et l'ensemble de support.
Chaque conduite comprend en outre un tronçon supérieur flexible, désigné par le terme anglais « jumper », qui raccorde l'ensemble de support à l'ensemble de surface.
Le tronçon flexible supérieur présente une conformation en forme de J. Il est ainsi susceptible d'amortir les déplacements relatifs de l'ensemble de surface qui sont dus notamment aux vagues, au vent, à la houle ou/et aux courants marins.
Pour assurer une bonne tenue des tronçons inférieurs, l'ensemble de support comprend une bouée totalement immergée sous la surface de l'étendue d'eau à une profondeur suffisante pour que les déplacements horizontaux de la bouée liés aux courants et à l'agitation de l'étendue d'eau en surface soient minimes.
Pour assurer le maintien en position de la bouée de support, celle-ci présente une flottabilité suffisante pour engendrer une force de déplacement de la bouée vers la surface. La bouée est par ailleurs retenue en position par l'intermédiaire de lignes d'ancrage qui sont maintenues sous tension. Chaque ligne d'ancrage est fixée à son extrémité inférieure dans le fond de l'étendue d'eau par l'intermédiaire d'un ensemble d'ancrage.
Un tel ensemble immergé de support est fixé de manière robuste et permet un maintien en position satisfaisant de la bouée de support et des conduites par rapport au fond de l'étendue d'eau.
Il ne donne cependant pas entière satisfaction. En effet, pour assurer une conformation adéquate des conduites de transport, le support doit être maintenu sensiblement horizontal dans l'étendue d'eau. En outre, la tension appliquée sur chaque ligne d'ancrage doit être réglée pour équilibrer la position de la bouée de support et éviter que certaines lignes d'ancrage ne subissent des contraintes en traction trop importantes.
Ceci est rendu d'autant plus complexe que les lignes d'ancrage sont généralement prévues par paires, afin d'assurer une redondance en termes de sécurité.
II est donc extrêmement délicat de prévoir exactement la longueur de chaque ligne d'ancrage et la tension qui sera appliquée sur chaque ligne d'ancrage une fois la bouée immergée en position et toutes les lignes d'ancrage installées.
Un but de l'invention est donc de disposer d'un ensemble de support d'une pluralité de conduites qui comporte une bouée de support totalement immergée, fixée par des lignes d'ancrage sur le fond de l'étendue d'eau, la bouée de support pouvant être positionnée de manière très précise et très équilibrée dans l'étendue d'eau.
A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble immergé du type précité, caractérisé en ce que l'ensemble d'ancrage comporte :
• un dispositif de guidage du tronçon inférieur, le tronçon inférieur étant monté mobile dans le dispositif de guidage par rapport à la base entre une configuration déployée, dans laquelle la hauteur de la ligne d'ancrage faisant saillie au-dessus de la base est maximale, et une configuration contractée dans laquelle la hauteur de la ligne d'ancrage au-dessus de la base est minimale ; et
• un organe de verrouillage libérable de la ligne d'ancrage sur l'ensemble d'ancrage.
L'ensemble immergé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles :
- le tronçon inférieur de la ligne d'ancrage est formé de maillons de chaîne ; - la ligne d'ancrage comprend un tronçon supérieur formé à base d'un câble, notamment à base d'une corde de fils, la longueur du tronçon inférieur étant avantageusement inférieure à 20% de la longueur du tronçon supérieur ;
- le dispositif de guidage comporte un organe tubulaire de passage du tronçon inférieur, le tronçon inférieur étant engagé à travers un passage ménagé dans l'organe tubulaire ;
- l'organe tubulaire comporte au moins un organe d'indexation angulaire du tronçon inférieur par rapport à un axe de circulation du tronçon inférieur dans le passage, l'organe d'indexation angulaire faisant saillie dans le passage ;
- l'organe tubulaire définit une surface supérieure de guidage divergeant vers le haut à l'écart de la base ;
- le dispositif de guidage comporte une armature fixe, l'organe tubulaire étant articulé par rapport à l'armature fixe autour d'au moins un axe de rotation sensiblement horizontal.
- l'organe libérable de verrouillage est mobile en rotation conjointement avec l'organe tubulaire par rapport à l'armature fixe ;
- le dispositif de guidage comporte au moins un mécanisme de traction du tronçon inférieur propre à déplacer le tronçon inférieur vers sa configuration contractée ;
- l'organe libérable de verrouillage est monté mobile par rapport au tronçon inférieur entre une position désengagée du tronçon inférieur et une position de mise en prise sur le tronçon inférieur ;
- le dispositif de guidage comporte au moins une poulie de guidage munie d'organes d'accroché du tronçon inférieur, l'ensemble de support comportant au moins un mécanisme de traction du tronçon inférieur disposé à l'écart de l'ensemble d'ancrage ;
- le dispositif de guidage est monté de manière amovible sur la base ; et
- l'organe de verrouillage est porté par la base de l'ensemble d'ancrage.
L'invention a également pour objet une installation d'exploitation de fluide à travers une étendue d'eau, du type comprenant :
- un ensemble de fond, solidaire du fond de l'étendue d'eau ;
- un ensemble de surface s'étendant au moins partiellement au-dessus de la surface de l'étendue d'eau ;
- un ensemble de support tel que défini plus haut ;
- au moins une conduite de transport de fluide raccordant l'ensemble de fond à l'ensemble de surface, au moins un tronçon de la conduite de transport étant disposé en appui sur la surface de support de la bouée. L'invention a en outre pour objet un procédé de mise en place d'une installation d'exploitation de fluide comme décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- immersion totale de la bouée de support de l'ensemble de support ;
- fixation de la ou de chaque ligne d'ancrage sur l'ensemble d'ancrage, et sur la bouée de support ;
- déplacement du tronçon inférieur de la ligne d'ancrage par rapport à l'ensemble d'ancrage à travers le dispositif de guidage, pour ajuster la hauteur de la ligne d'ancrage faisant saillie au-dessus de la base ;
- engagement de l'organe de verrouillage sur la ligne d'ancrage pour maintenir en position verticale la ligne d'ancrage par rapport à l'ensemble d'ancrage.
Le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :
- l'étape de fixation comporte la fixation temporaire du tronçon inférieur sur l'ensemble d'ancrage et la suspension verticale de la ligne d'ancrage par l'intermédiaire d'un flotteur totalement immergé, puis la fixation de la ou de chaque ligne d'ancrage sur la bouée de support ;
- le procédé comporte une étape de pose de la conduite de transport, l'étape de pose comportant la mise en place d'un tronçon inférieur de la conduite de transport entre l'ensemble de fond et l'ensemble de support, et la mise en place d'un tronçon supérieur de la conduite de transport entre l'ensemble de support et l'ensemble de surface, et le raccordement du tronçon inférieur au tronçon supérieur ; et
- la mise en place du tronçon inférieur de la conduite de transport comporte la fixation d'un lien flexible au voisinage d'une extrémité supérieure du tronçon inférieur de la conduite de transport, le lien flexible comportant une butée d'accrochage sur la bouée de support ;
- la fixation temporaire de la butée d'accrochage sur la bouée de support ;
- puis la traction du lien flexible pour remonter l'extrémité supérieure du tronçon inférieur de la conduite de transport sur la bouée de support.
L'invention a en outre pour objet un procédé de mise en place d'une installation d'exploitation de fluide, l'installation comprenant :
- un ensemble de support d'au moins une conduite de transport de fluide à travers une étendue d'eau, l'ensemble de support comprenant : * une bouée de support destinée à être totalement immergée dans l'étendue d'eau, la bouée étant maintenue à l'écart du fond de l'étendue d'eau sous l'effet de sa propre flottabilité, la bouée comportant au moins une surface d'appui de conduite ;
* au moins un ensemble d'ancrage comportant une base destinée à être fixée dans le fond de l'étendue d'eau ;
* au moins une ligne flexible d'ancrage raccordant l'ensemble d'ancrage à la bouée de support ;
l'installation comprenant :
- au moins une conduite de transport de fluide raccordant l'ensemble de fond à l'ensemble de surface, au moins un tronçon de la conduite de transport étant disposé en appui sur la surface de support de la bouée ;
le procédé comportant les étapes suivantes :
- immersion totale de la bouée de support de l'ensemble de support;
- fixation de la ou de chaque ligne d'ancrage sur l'ensemble d'ancrage, et sur la bouée de support ;
- pose de la conduite de transport, l'étape de pose comportant la mise en place d'un tronçon inférieur de la conduite de transport entre un ensemble de fond et l'ensemble de support, et la mise en place d'un tronçon supérieur de la conduite de transport entre l'ensemble de support et un ensemble de surface, et le raccordement du tronçon inférieur au tronçon supérieur,
la mise en place du tronçon inférieur de la conduite de transport comportant :
* la fixation d'un lien flexible au voisinage d'une extrémité supérieure du tronçon inférieur de la conduite de transport, le lien flexible comportant une butée d'accrochage sur la bouée de support ;
* la fixation temporaire de la butée d'accrochage sur la bouée de support ;
* puis la traction du lien flexible pour remonter l'extrémité supérieure du tronçon inférieur de la conduite de transport sur la bouée de support.
Le procédé, l'installation et l'ensemble de support peuvent comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques précédentes, prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles.
En outre, selon une variante, l'installation comporte une pluralité de conduites de transport, la mise en place de chaque tronçon inférieur d'une conduite de transport comportant la fixation d'un lien flexible au voisinage d'une extrémité supérieure du tronçon inférieur de la conduite de transport, le lien flexible comportant une butée d'accrochage sur la bouée de support, la fixation temporaire de la butée d'accrochage sur la bouée de support, et une fois les butées d'accrochages de tous les liens flexibles fixées sur la bouée, la traction de chaque lien flexible pour remonter l'extrémité supérieure du tronçon inférieur de la conduite de transport sur la bouée de support.
L'ensemble de support ne comporte pas nécessairement un dispositif de guidage du tronçon inférieur de la ligne d'ancrage, le tronçon inférieur de la ligne d'ancrage étant monté mobile dans le dispositif de guidage par rapport à la base entre une configuration déployée, dans laquelle la hauteur de la ligne d'ancrage faisant saillie au-dessus de la base est maximale, et une configuration contractée dans laquelle la hauteur de la ligne d'ancrage au-dessus de la base est minimale ni un organe de verrouillage libérable en position verticale de la ligne d'ancrage sur l'ensemble d'ancrage.
Le procédé ne comporte pas nécessairement le déplacement du tronçon inférieur de la ligne d'ancrage par rapport à l'ensemble d'ancrage à travers le dispositif de guidage, pour ajuster la hauteur de la ligne d'ancrage faisant saillie au-dessus de la base, ni d'engagement de l'organe de verrouillage sur la ligne d'ancrage pour maintenir en position verticale la ligne d'ancrage par rapport à l'ensemble d'ancrage.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique de côté d'une installation d'exploitation de fluide, comprenant un premier ensemble immergé de support selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue de dessus de la bouée de support de l'ensemble de support de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue de côté d'un élément d'ancrage de la bouée de support représentée sur la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue agrandie d'un détail marqué IV du dispositif de guidage et de retenue de l'élément d'ancrage représenté sur la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue prise en coupe suivant un plan vertical médian du détail représenté sur la figure 4 ;
- la figure 6 est une vue partielle de dessus de l'élément d'ancrage représenté sur la figure 3 ;
- la figure 7 est une vue de côté des moyens de fixation de la ligne d'ancrage sur la bouée de support ;
- les figures 8 à 12 sont des vues schématiques analogues à la figure 1 des étapes successives d'un procédé de mise en place de l'ensemble immergé de support selon l'invention dans l'étendue d'eau ; - les figures 13 à 16 sont des vues partielles en perspective de trois-quarts face de la bouée de support, lors d'étapes successives du procédé de mise en place des conduites de transport de fluide sur la bouée de support ;
- la figure 17 est une vue en perspective de dessus d'une étape de fixation de ligne d'ancrage selon l'invention, dans une variante de procédé de mise en place selon l'invention ;
- la figure 18 est une vue analogue à la figure 3 de l'élément d'ancrage d'une deuxième installation selon l'invention ; et
- la figure 19 est une vue analogue à la figure 3 de l'élément d'ancrage d'une troisième installation selon l'invention.
Une première installation 10 d'exploitation de fluide selon l'invention est représentée sur les figures 1 à 7.
Cette installation 10 est destinée à convoyer un fluide recueilli dans le fond 12 d'une étendue d'eau 14, vers la surface 16 de l'étendue d'eau. Le fluide est avantageusement un mélange d'hydrocarbures liquides ou/et gazeux.
L'étendue d'eau 14 est par exemple une étendue d'eau salée telle qu'une mer ou un océan, ou une étendue d'eau douce, telle qu'un lac. La profondeur de l'étendue d'eau 14, prise en regard de l'installation 10 entre le fond 12 et la surface 16 est supérieure à 800 mètres et est notamment comprise entre 800 mètres et 3000 mètres .
Comme illustré par la figure 1 , l'installation 10 comporte un ensemble de fond 18 destiné à recueillir le fluide extrait du fond 12 de l'étendue d'eau, un ensemble de surface 20, au moins partiellement disposé au-dessus de la surface 16 de l'étendue d'eau 14, et au moins une conduite 22 de transport de fluide entre l'ensemble de fond 18 et l'ensemble de surface 20.
Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 7, l'installation 10 comporte une pluralité de conduites 22 disposées en parallèle, par exemple entre 2 et 20 conduites de transport 22.
L'installation 10 comporte en outre un premier ensemble 24 immergé de support de la ou de chaque conduite 22.
L'ensemble de fond 12 est par exemple une installation sous-marine fixe comprenant une tête de puits, un manifold, ou/et un autre collecteur et délivrant un produit provenant d'un gisement de fluide situé sous la surface de l'étendue d'eau.
L'ensemble de surface 20 est partiellement immergé dans l'étendue d'eau. Il comprend par exemple une plateforme flottante ou une unité flottante de production, de stockage et de déchargement de fluide désignée par l'acronyme anglais « FPSO ». Cet ensemble 20 comporte au moins un réservoir de fluide et des moyens de déchargement du fluide (non représentés) issus du réservoir pour convoyer ce fluide vers une installation située à terre.
Selon l'invention, l'ensemble immergé 24 comporte une bouée immergée 26 de support et de guidage des conduites 22, une pluralité d'ensembles d'ancrage 28 fixés dans le fond 12 de l'étendue d'eau 14 et une pluralité de lignes d'ancrage 30 raccordant chaque ensemble d'ancrage 28 à la bouée 26.
Comme illustré par la figure 2, la bouée immergée 26 comporte dans cet exemple deux caissons longitudinaux 32 de maintien horizontal, au moins un caisson transversal 34 raccordant les deux caissons longitudinaux 32 et un ensemble 36 de guidage et de support ou de chaque conduite 22.
La bouée 26 comporte en outre des ensembles 38 d'amarrage de chaque ligne d'ancrage 30.
Comme illustré par la figure 2, les caissons longitudinaux 32 s'étendent parallèlement à un axe central A-A' sensiblement horizontal.
Dans l'exemple représenté sur la figure 2, la bouée 24 comporte trois caissons transversaux 34 parallèles disposés perpendiculairement à l'axe A-A' au voisinage d'une extrémité arrière 40 de chaque caisson longitudinal 32.
En projection dans un plan horizontal, la bouée immergée 26 présente une forme sensiblement de U ouvert entre les extrémités avant 42 des caissons longitudinaux 32.
La distance qui sépare les caissons longitudinaux 32 entre eux est sensiblement égale à la longueur de ces caissons.
En référence aux figures 1 et 2, l'ensemble de guidage 36 comprend, pour chaque conduite 22, une arche 44 de support de conduite, une gouttière 46 de guidage de la conduite 22, disposée au sommet de l'arche 44, et un bras de raccordement 48 disposé au pied de l'arche 44.
Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, les arches 44 sont chacune fixées par leurs extrémités inférieures sur les caissons 34. Elles chevauchent chaque caisson 34 en s'étendant sensiblement dans des plans verticaux parallèles à l'axe A-A'.
Chaque arche 46 définit une surface supérieure d'appui 50 de conduite sur laquelle repose au moins un tronçon de la conduite 22.
Dans l'exemple représenté sur la figure 2, les arches 44 sont formées d'un seul tenant en étant raccordées les unes aux autres.
En section dans un plan vertical, chaque surface 50 présente une forme concave dirigée vers le haut. Chaque gouttière 46 fait saillie verticalement à partir de la surface d'appui 50, au sommet de l'arche 44.
Chaque gouttière 46 délimite un passage longitudinal 52 de guidage de la conduite 22 débouchant longitudinalement de part et d'autre de la gouttière 46. L'étendue transversale du passage 52 est sensiblement égale au diamètre extérieur de la conduite 22 reposant sur l'arche 44.
Les passages 52 des différentes gouttières 46 s'étendent parallèlement les uns les autres pour permettre un agencement parallèle des conduites 22 et supprimer le risque d'emmêlement de ces conduites 22 entre elles.
Chaque bras de raccordement 48 fait saillie longitudinalement à partir d'une extrémité inférieure de chaque arche 44 située entre les caissons 32. Chaque bras 48 délimite une lumière interne 54 de passage de conduite, d'axe vertical ou incliné.
La lumière 54 débouche longitudinalement vers l'avant par une fente d'introduction 56 d'un lien flexible de guidage, comme on le verra plus bas.
Comme illustré par la figure 7, chaque ensemble d'amarrage 38 d'une ligne d'ancrage 30 comporte un réceptacle 60 et un bras de saisie 62.
Le réceptacle 60 est fixé sur un caisson 32, 34 de la bouée 26 par un bras de liaison 64.
Le réceptacle 60 présente une section horizontale sensiblement en forme de C. Il délimite une cavité intérieure tronconique 66 convergeant vers le bas et débouchant à l'écart du caisson 32, 34 par une fente verticale 68 de passage de l'amarrage.
Le bras de saisie 62 présente, à son extrémité libre, une mâchoire 70 apte à saisir une surface périphérique de la conduite 22.
Comme illustré par les figures 1 et 2, le premier ensemble 24 comporte une pluralité d'ensembles d'amarrage 38 répartis autour de la bouée 26. En particulier, il comporte plusieurs paires 72A à 72D d'ensembles d'amarrage 38 adjacents.
Une première paire 72A et une deuxième paire 72B sont fixées transversalement respectivement sur les caissons longitudinaux 32, sur la surface de ces caissons 32 située à l'écart de l'axe A-A'.
Deux paires 72C, 72D font saillie longitudinalement par rapport à l'extrémité arrière
40 de chaque caisson longitudinal 32.
Comme illustré par la figure 1 , le nombre de lignes d'ancrage 30 est avantageusement égal au nombre d'ensembles d'amarrage 28.
Chaque ligne 30 comporte, de haut en bas sur la figure 1 , une tête 80 de fixation sur la bouée 26, un tronçon supérieur 82 formé d'un câble, et selon l'invention, d'un tronçon inférieur 84 formé d'une chaîne. Comme illustré par la figure 7, la tête de fixation 80 comporte un anneau de raccordement 86, un cône flexible 88 d'engagement dans le réceptacle 60, et un tube raidisseur 90 destiné à être saisi par les mâchoires 70 du bras de saisie 62.
Le cône 88 présente une surface périphérique extérieure de forme complémentaire à celle de la cavité tronconique 66. Ainsi, lorsque la bouée 26 est sollicitée vers le haut sous l'effet de sa flottabilité, elle est retenue verticalement par contact entre la butée conique 88 et le réceptacle 60.
Le tube 90 est plus rigide que le tronçon supérieur 82. Il s'étend sur une longueur inférieure à 10% de la longueur de la ligne d'ancrage 30, prise entre la tête de fixation 80 et l'extrémité inférieure (non visible) du tronçon inférieur 84.
Le tronçon supérieur 82 est réalisé par exemple par un câble formé d'un toron ou d'une corde de fils métalliques ou synthétiques, désigné par les termes anglais « wire rope » ou « synthetic rope ».
Le tronçon inférieur 84 forme une chaîne de maillons 92 fermés assemblés entre eux.
De manière connue, les maillons 92 successifs de la chaîne s'orientent dans des plans perpendiculaires les uns aux autres lorsque le tronçon inférieur 84 est maintenu sous tension verticale.
La longueur de chaque maillon est supérieure à 400 mm et la largeur de chaque maillon est supérieure à 200 mm.
La longueur du tronçon inférieur 84 est inférieure à 20% de la longueur de la ligne d'ancrage 30, telle que définie plus haut. Cette longueur est par exemple comprise entre 5 m et 20 m.
Le tronçon inférieur 84 est fixé à une extrémité inférieure 94 du tronçon supérieur 82. Dans cet exemple, cette fixation est permanente.
Comme illustré par la figure 1 , les lignes d'ancrage 30 sont agencées par paire. Elles sont maintenues sensiblement verticalement sous tension lorsqu'elles sont connectées d'une part, à la bouée 26, et d'autre part, aux ensembles d'ancrage 38.
En référence aux figures 3 à 6, chaque ensemble d'ancrage 28 comporte une base 100 fixée dans le fond de l'étendue d'eau, et au moins un dispositif de guidage 1 10 d'une ligne d'ancrage 30 monté sur la base 100.
Chaque ensemble d'ancrage 28 comporte en outre des moyens 1 12 de fixation du ou de chaque dispositif de guidage 1 10 sur la base 100 et, pour chaque ligne 30, un organe 1 14 de verrouillage libérable de la ligne 30 dans sa position verticale.
Dans l'exemple représenté sur la figure 3, la base 100 est commune à deux dispositifs de guidage 1 10 de deux lignes d'ancrage 30 adjacentes. La base 100 comporte avantageusement une pile 1 16 sensiblement cylindrique, partiellement enfoncée dans le fond de l'étendue d'eau 12.
La pile 1 16 délimite une paroi supérieure d'appui 1 18 des dispositifs de guidage et une paroi latérale 120 délimitant un volume intérieur débouchant vers le bas.
La pile 1 16 est avantageusement une pile à succion munie d'au moins une vanne d'aspiration (non représentée) du volume intérieur.
En variante, la base 100 comporte une embase gravitaire, une pile de type « torpédo » ou encore une ancre.
Le dispositif de guidage 1 10 comprend une armature fixe 130 et un organe de guidage 132, articulé sur l'armature fixe 130 par l'intermédiaire d'un joint universel 134.
Dans cet exemple, le dispositif de guidage 1 10 comprend en outre un mécanisme de traction 136 du tronçon inférieur 84 de la ligne d'ancrage 30.
L'armature fixe 130 comprend un caisson de base 138 fixé sur la pile 1 16, et un trépied de support 140 destiné à porter l'organe de guidage 132, le trépied 140 faisant saillie vers le haut à partir du caisson de base 138.
Le caisson de base 138 est creux. Il définit intérieurement un réservoir 142 de réception de lest, qui est propre à recevoir également la partie du tronçon inférieur 84 qui n'est pas suspendue verticalement sous le tronçon supérieur 82.
Le trépied 140 comporte une pluralité de jambes 144 et un plateau de support 146 disposé à l'écart et au-dessus du caisson 138.
Comme illustré par la figure 3 et 6, les jambes 144 s'étendent de manière inclinée par rapport à un axe vertical pour converger vers le plateau 146, afin d'assurer une bonne reprise des forces s'appliquant sur le dispositif 1 10.
Le plateau 146 délimite une fente interne 148 s'étendant longitudinalement parallèlement à l'axe A-A'.
La fente 148 autorise les mouvements relatifs de l'organe de guidage 132 par rapport à l'armature 130 et à la base 100, au moins dans une direction longitudinale.
La hauteur séparant le plateau 146 du caisson 142 est supérieure à au moins la hauteur de quatre maillons 92 de chaîne successifs sur le tronçon inférieur 84.
En référence aux figures 3 et 5, l'organe de guidage 132 comprend un manchon tubulaire 150 de guidage, prolongé vers le haut par un entonnoir 152 d'insertion du tronçon inférieur 84. L'organe de guidage 132 comporte en outre au moins une nervure intérieure 154 d'indexation angulaire du tronçon inférieur 84 autour d'un axe vertical d'insertion B-B'.
Le manchon de guidage 150 est fixé sur le joint universel 134. Il fait saillie vers le haut à travers la fente 148 au-dessus du plateau 146. La longueur du tube de guidage 150 est supérieure à la hauteur d'un maillon 92 de chaîne, avantageusement à la hauteur d'au moins trois maillons 92 de chaîne maintenus verticalement engagés les uns dans les autres.
L'entonnoir 152 diverge vers le haut à l'écart du tube de guidage 150. Comme on le verra plus bas, l'entonnoir 152 est destiné à faciliter la réception de l'extrémité inférieure du tronçon inférieur 84 lors du raccordement de la ligne 30.
L'entonnoir 152 et le tube de guidage 150 délimitent intérieurement un passage sensiblement vertical 156 de circulation du tronçon inférieur 84. Le passage 156 s'étend le long de l'axe B-B' et débouche vers le haut à travers l'entonnoir 152 et vers le bas, à travers l'extrémité inférieure du tube 150.
Les nervures de guidage 154 font saillie verticalement dans le passage 156 à partir du tube de guidage 150 et de l'entonnoir 152. Elles sont réparties angulairement autour de l'axe B-B' pour définir une section intérieure du passage 156 en forme de croix.
Cette disposition des nervures 154 permet d'indexer angulairement les maillons de chaîne 92 successifs disposés à angle droit du tronçon inférieur 84, lorsque le tronçon 84 est introduit dans l'organe de guidage 132.
En référence à la figure 5, le joint universel 134 comporte une chape extérieure 158 fixée sous le plateau 146, un organe rotatif extérieur 160 monté rotatif dans la chape 158 autour d'un premier axe horizontal C-C et un deuxième organe rotatif intérieur 162 monté rotatif dans l'organe rotatif extérieur 160 autour d'un axe D-D' perpendiculaire à l'axe C-C.
Le tube de guidage 150 de l'organe de guidage 132 est fixé sur l'organe rotatif intérieur 162.
L'organe rotatif intérieur 162 délimite un passage vertical 164 dans lequel débouche le passage vertical 156 de l'organe de guidage 132.
Ainsi, l'organe de guidage 132 est monté rotatif par rapport à l'armature fixe 130, autour de deux axes de rotation perpendiculaires horizontaux C-C et D-D'.
Grâce à cette articulation de l'organe de guidage 132, le tube de guidage 150 et l'entonnoir 152 sont déplaçables dans la fente 148 pour absorber les déplacements horizontaux de la bouée de support 26 qui peut provoquer une inclinaison des lignes 30 par rapport à un axe vertical.
Le débattement angulaire maximal de l'organe de guidage 132 par rapport à la verticale est d'au moins 30 °, avantageusement d'au moins 40 ° autour des deux axes B-B' et C-C dans les deux sens de rotation. Comme illustré par la figure 3, le mécanisme de traction 136 comporte un organe 170 de mise en prise du tronçon inférieur 84 et un vérin 172 de déplacement de l'organe de mise en prise 170 le long de l'axe B-B'.
L'organe de mise en prise 170 comprend une fourchette délimitant deux doigts 174 d'application sur un maillon de chaîne 92, et une fente 176 d'insertion d'un maillon de chaîne 92 entre les doigts 174.
Le vérin 172 comprend deux tiges de vérin 178 parallèles raccordées entre elles par une poignée d'actionnement 180 propre à être saisie avantageusement par un véhicule télécommandé extérieur pour actionner les tiges 178.
L'organe de mise en prise 170 est fixé à l'extrémité inférieure des tiges 178 pour être déplaçable conjointement avec les tiges 178 par rapport à l'armature 130.
Les tiges 178 sont déplaçables en translation parallèlement à l'axe B-B' de l'organe de guidage 132 entre une position supérieure rétractée et une position inférieure déployée de traction du tronçon inférieur 84 vers la base 100.
Dans cet exemple, le déplacement des tiges 178 est provoqué en déplaçant la poignée 180 vers le bas. En variante, les tiges 178 sont actionnées hydrauliquement par l'intermédiaire d'un fluide de commande.
L'organe de verrouillage 1 14 est propre à maintenir le tronçon inférieur 84 en position par rapport au dispositif de guidage 1 10.
L'organe de verrouillage 1 14 en position du tronçon inférieur 84 est formé par une fourchette de structure analogue à celle de l'organe de mise en prise 180. Ainsi, l'organe 1 14 comprend deux doigts 190 délimitant entre eux une fente 192 d'insertion d'un maillon 92.
L'organe de verrouillage 1 14 est monté pivotant par rapport à l'armature 130 entre une position de verrouillage sensiblement perpendiculaire à l'axe B-B' et une position de libération du passage du tronçon inférieur 84 inclinée ou parallèle à l'axe B-B'. Dans cet exemple, l'organe de verrouillage 1 16 est articulé sur la chape 158 du joint universel 134.
Dans la position de verrouillage, les doigts 190 sont disposés en appui supérieur contre la chape 158. La chape 158 forme une butée de blocage en rotation vers le haut de l'organe de verrouillage 1 14, notamment lorsqu'un maillon 92 de la chaîne est appliqué sous le doigt 190 et que le tronçon 84 est sollicité vers le haut par la traction de la bouée 26.
Dans cette position, le déplacement du tronçon 84 vers le haut est bloqué par l'organe 1 14.
Dans la position de libération, les doigts 94 se sont déplacés à l'écart de la chape
158 vers le bas pour occuper une position inclinée ou parallèle à l'axe B-B'. Le tronçon 84 est libre de se déplacer vers le bas le long de l'axe B-B' en glissant sur une surface supérieure des doigts 190.
Le tronçon inférieur 84 est propre à être déplacé par rapport la base 100 à travers l'organe de guidage 132, lors de la mise en place de l'ensemble de support 24, entre une configuration déployée, dans laquelle la longueur du tronçon 84 faisant saillie verticalement au-dessus de la base 100 est maximale, et une configuration contractée sur la base 100, dans laquelle la hauteur du tronçon 84 qui fait saillie au-dessus de la base 100 est minimale.
Lors de ce déplacement, les maillons 92 du tronçon inférieur 84 coulissent le long de l'axe B-B' dans le passage intérieur 156 de l'organe de guidage 132 et avantageusement à travers l'organe rotatif intérieur 162 du joint universel 134, pour descendre vers le volume intérieur 142 du caisson 138.
Le déplacement vers le bas du tronçon 84 est avantageusement provoqué par l'actionnement du vérin 172 pour déplacer l'organe de mise en prise 170 vers le bas. Ce déplacement nécessite la libération de l'organe de verrouillage 1 14.
Les moyens de fixation 1 12 du dispositif 1 10 sur la base 100 comprennent des crochets 196 solidaires avantageusement de la base 100, et destinés à s'accrocher sur l'armature fixe 130 de chaque dispositif de guidage 1 10.
Les crochets 196 sont répartis à la périphérie de la paroi supérieure 1 18.
Chaque conduite de transport de fluide 22 comporte un tronçon inférieur 200 disposé en chaînette entre l'ensemble de fond 18 et la bouée de support 26, et un tronçon supérieur flexible 202 en forme de vague, disposé entre la bouée de support 26 et l'ensemble de surface 20.
Le tronçon inférieur 200 est raccordé, à son extrémité inférieure, sur l'ensemble de fond 18. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, il présente une extrémité supérieure 204 connectée sur un bras de raccordement 48.
Le tronçon inférieur 200 est avantageusement formé d'une conduite flexible ou semi-rigide. Dans cet exemple, le tronçon supérieur est formé d'une conduite flexible du type non liée des sociétés FLEXI FRANCE ou FLEXIBRAS tel que définie par les normes API 17J ou API RP 17B.
Le tronçon supérieur 202 comporte une partie amont 206 disposée en appui sur la surface supérieure 50 de l'arche 44 et engagée à travers la gouttière 46, et une partie aval 208 en forme de J s'étendant entre l'arche 44 et l'ensemble de surface 20 à travers l'étendue d'eau 14.
Un premier procédé de montage de l'installation 10 selon l'invention va maintenant être décrit. Initialement, comme représenté sur la figure 8, chaque base 100 est amenée, au moyen d'un navire de pose 230, en regard de la région du fond 12 de l'étendue d'eau 14 sur laquelle elle doit être posée.
La base 100 est alors descendue au moyen d'une grue 232 pour être posée, puis ancrée dans le fond 12.
La paroi latérale 120 de la pile 1 16 pénètre alors partiellement dans le fond de l'étendue d'eau 12 et les vannes de succion sont raccordées à une pompe à vide pour aspirer le volume gazeux présent sous la paroi supérieure 1 18 entre la paroi latérale 120 de la pile 1 16.
A cet effet, pour chaque base 100, un premier dispositif de guidage 1 10 est descendu dans l'étendue d'eau à partir du navire de pose 230. Le dispositif de guidage 1 10 est posé sur la base 100 et est fixé sur la base 100 par l'intermédiaire des crochets 196 des moyens de fixation 1 12, comme représenté sur la figure 9.
Ensuite, un premier groupe de lignes d'ancrage 30 est mis en place.
Sur le navire de pose 230, le tronçon inférieur 84 d'une ligne d'ancrage 30 est raccordé sur un deuxième dispositif de guidage 1 10.
A cet effet, les maillons 92 du tronçon inférieur 84 sont introduits dans l'organe de guidage 132 à travers l'entonnoir 152, puis à travers le tube de guidage 150 en étant orientés angulairement autour de l'axe B-B' par les nervures de guidage 154.
Le tronçon 84 est ensuite descendu partiellement dans le caisson de base 138 de l'armature fixe 130, puis l'organe de verrouillage 1 14 est activé pour bloquer en position axiale le long de l'axe vertical B-B' le tronçon inférieur 84 par rapport au dispositif de guidage 1 10.
Ceci étant fait, le deuxième dispositif de guidage 1 10 accroché à l'extrémité inférieure 94 du tronçon 82 est descendu vers la base 100, comme représenté sur la figure 10.
Un flotteur temporaire 234 est raccordé à l'extrémité supérieure de la ligne 30 entre la grue 232 et la ligne 30.
La grue 232 est ensuite manœuvrée pour immerger totalement le deuxième dispositif de guidage 1 10, la ligne 30 et le flotteur 234, et les placer sensiblement verticalement jusqu'à ce que le deuxième dispositif de guidage 1 10 s'applique contre la base 100 à côté du premier dispositif de guidage 1 10 préalablement installé sur cette base 100.
Ensuite, comme représenté sur la figure 1 1 , le deuxième dispositif de guidage 1 10 est accroché sur la base 100 par l'intermédiaire des moyens de fixation 1 12. Le flotteur 234 est alors libéré de la grue 232. Sous l'effet de sa flottabilité, le flotteur 234 maintient la ligne 30 en configuration verticale au-dessus au dessus de la base 100.
Lorsque toutes les lignes 30 du premier groupe de lignes 30 sont installées, avantageusement lorsqu'une ligne d'ancrage 30 est installée pour chaque base 100, la bouée de support 26 est convoyée en regard des ensembles d'ancrage 28 dans le fond 12 de l'étendue d'eau 14 en étant partiellement immergée à la surface 16 de l'étendue d'eau 14, comme représenté en pointillés sur la figure 1 1 .
Ensuite, de manière connue, un élément de lest 240 est accroché sous la bouée 26 pour la faire descendre vers les lignes d'ancrage 30. Lors de cette descente, la bouée 26 est suspendue à partir de deux filins 242 portés respectivement par des navires de pose 244A, 244B.
La bouée 26 est alors disposée entre les têtes 80 des lignes 30 préalablement installées. La tête de fixation 80 de chaque ligne 30 est alors introduite dans un ensemble d'amarrage 38 respectif. A cet effet, la butée conique 88 est introduite dans un réceptacle 60 et le tube 90 situé sous la butée 88 est reçu dans un bras de saisie 62.
Une fois cette mise en place effectuée, l'élément de lest 240 est détaché de la bouée de support 26 et est remonté à la surface par l'intermédiaire d'un navire de pose 244A, 244B.
La bouée 26 est alors avantageusement déballastée en pompant un gaz à l'intérieur des caissons 32, 34 pour augmenter sa flottabilité. La bouée 26 est alors sollicitée vers la surface 16 sous l'effet de sa propre flottabilité.
La bouée 26 est cependant maintenue totalement immergée en position sensiblement horizontale par chaque ligne d'ancrage 30 qui se tend verticalement entre l'élément d'ancrage 28 et la bouée 26.
La retenue verticale de la bouée 26 est assurée notamment par la coopération entre la butée conique 88 et le réceptacle 60.
Ensuite, la tension et la longueur de chaque ligne 30 est ajustée au moyen du dispositif de guidage 1 10 pour régler la position verticale de la bouée 26.
A cet effet, pour chaque ligne 30, la hauteur des tronçons inférieurs 84 faisant saillie au-dessus de la base 100 est réglée par l'intermédiaire du mécanisme de traction 136.
Un véhicule télécommandé sous-marin 250 est ainsi descendu en regard du mécanisme de traction 136 pour actionner la poignée 180 de chaque vérin 172 et faire descendre conjointement les tiges 178 et l'organe de mise en prise 170 vers la base 100, après libération de l'organe de verrouillage 1 14. Une longueur croissante du tronçon 84 est ainsi avalée dans le caisson 138 jusqu'à ce que la tension et la longueur souhaitées soient obtenues sur la ligne 30. L'organe de verrouillage 1 14 est alors remis en place pour maintenir la position verticale du tronçon 84.
Une fois la hauteur du tronçon 84 et la tension appliquée sur la ligne 30 ajustées, un deuxième groupe de lignes d'ancrage 30 est fixé entre les ensembles d'ancrage 28 et la bouée de support 26.
A cet effet, comme représenté sur la figure 12, la ligne 30 est descendue à son extrémité supérieure par la grue 232, et à son extrémité inférieure 92 par un filin auxiliaire 236. La ligne 30 est tout d'abord introduite dans un ensemble d'amarrage 38, puis le tronçon inférieur 84 est guidé vers le premier dispositif de guidage 1 10 par l'intermédiaire du filin 236.
Les maillons 92 du tronçon 84 sont ensuite introduits dans l'organe de guidage 132 à travers successivement l'entonnoir 152, le tube de guidage 150, et sont extraits à travers le passage 156 jusqu'au caisson de base 138.
L'organe de verrouillage 1 14 est alors activé par mise en prise des doigts 190 sur le tronçon inférieur 84. Comme décrit précédemment, la hauteur du tronçon de base 84 en saillie au-dessus de la base 100 est ensuit réglée par l'intermédiaire du mécanisme de traction 136.
La présence d'un dispositif de guidage 1 10, muni d'un mécanisme de traction 136 et d'un organe de verrouillage libérable 1 14 permet donc, en combinaison avec la structure de chaque ligne d'ancrage 30, de régler de manière simple et précise le positionnement de la bouée immergée de support 26, et la longueur active de chaque ligne 30. Ceci facilite l'installation et l'utilisation ultérieure de l'ensemble de support 24 et évite que la tension appliquée sur chaque ligne d'ancrage 30 sorte des spécifications définies.
L'installation des conduites de transport 22 sur l'ensemble intermédiaire 24 va maintenant être décrite.
Initialement, en référence à la figure 13, le tronçon inférieur 200 de chaque conduite 22 est posé sur le fond 12 de l'étendue d'eau 14. Il est pendu en chaînette par son extrémité supérieure 260 au moyen d'un câble de traction 262 muni d'une butée d'accrochage 264 sur la bouée immergée 26.
La butée 264 est disposée à une distance faible de l'extrémité du tronçon inférieur 200, par exemple à une distance inférieure à 10% de la longueur du tronçon 200. Le câble 262 présente une flexibilité supérieure à celle du tronçon inférieur 200. Il peut donc s'orienter sensiblement verticalement lorsque le tronçon inférieur 200 est pendu en chaînette à son extrémité inférieure.
La butée 264 est alors placée dans un bras de raccordement 48 pour maintenir temporairement le tronçon inférieur 200 en suspension sous la bouée 26 par l'intermédiaire du câble 262.
Puis, comme illustré par la figure 14, toutes les butées 264 des câbles de traction 262 des différents tronçons inférieurs 200 sont successivement mises en place en parallèle dans les bras de raccordement 48 adjacents de la bouée 26.
Ainsi, compte tenu de la déformabilité de chaque câble 262, la tolérance angulaire d'inclinaison de la butée 264 par rapport à un axe vertical peut être réduite au minimum, par exemple à une valeur inférieure à 6°. La conception des bras de raccordement 48 est facilitée.
En outre, la bouée 26 ne subit pas de fortes contraintes angulaires lors de la mise en place en parallèle des différents tronçons inférieurs 200.
Ensuite, une fois tous les tronçons inférieurs 200 pendus sous la bouée 26, chaque tronçon 200 est successivement tracté vers le bras de raccordement 48 par traction sur le câble 262, comme illustré par la figure 15. L'extrémité supérieure de chaque tronçon 200 est alors fixée dans le bras de raccordement 48.
Les tronçons supérieurs flexibles 202 sont alors descendus depuis la surface.
Chaque tronçon supérieur 202 est disposé en appui sur la surface supérieure 50 de l'arche de support 44 pour être raccordé à chaque tronçon inférieur 200.
Une fois le raccordement effectué, il est possible de faire circuler du fluide à travers chaque conduite 12 depuis l'ensemble de fond 12 à travers successivement, le tronçon inférieur 200 jusqu'à la bouée de support 26, puis à travers le tronçon supérieur 202, entre la bouée 26 et l'ensemble de surface 20.
Dans une variante de procédé d'installation, représentée sur la figure 17, au moins deux lignes d'ancrage 30 adjacentes sont raccordées à un même flotteur 234 lors de la mise en place de la bouée 26.
A cet effet, les lignes 30 sont pendues sur une poutre horizontale 270 d'écartement pour être disposées parallèles l'une à l'autre à une distance correspondant à la distance séparant les réceptacles 60 de deux ensembles d'amarrage 38 adjacents.
Dans cette variante, les dispositifs de guidage 1 10 raccordés à la même base 100 sont descendus successivement dans l'étendue d'eau pour être fixés sur la base 100, indépendamment des lignes d'ancrage 30, sans recevoir un tronçon inférieur 84. Puis, les tronçons inférieurs 84 des deux lignes 30 parallèles, portées par le flotteur 234 et par la poutre 270 sont introduites dans le dispositif de guidage 1 10 et sont fixées respectivement par les organes de verrouillage 1 14 de chaque dispositif 1 10.
Ensuite, l'ensemble formé par le flotteur 234, la poutre 270, et les têtes de fixation 80 des lignes 30 est tracté sensiblement horizontalement vers les ensembles d'amarrage 38. Les têtes 80 sont alors introduites simultanément dans les réceptacles 66 correspondants.
Le réglage de la tension et de la longueur active de chaque ligne d'ancrage 30 est ensuite effectué comme décrit précédemment.
Le dispositif de guidage 1 10 d'un deuxième ensemble 280 selon l'invention est représenté sur la figure 18.
Le dispositif 1 10 comprend une poulie crantée 282 de guidage, montée rotative sur l'armature 130 autour d'un axe horizontal E-E'.
La poulie 282 comprend des crans 284 propres à s'engager dans les différents maillons 92 de chaîne. Les crans 284 font saillie radialement dans la gorge de la poulie 282.
L'armature 130 comprend une gouttière 286 de support de chaîne délimitant une surface concave 287 de support de chaîne située au-dessus de la poulie 282. L'armature 130 comporte en outre un socle 286 de support d'une extrémité supérieure du tronçon 84, qui fait saillie vers le haut et à l'écart latéralement de la poulie 282.
L'organe de verrouillage libérable 1 14 est par ailleurs porté par l'armature 130 en étant disposé en regard de la paroi supérieure 1 18.
Le mécanisme de traction 136 est formé par un treuil indépendant de l'ensemble d'ancrage 28. Le treuil peut être remonté à la surface une fois la tension et la longueur du tronçon inférieur 84 ajustées.
Dans ce mode de réalisation, le tronçon inférieur 84 est raccordé de manière amovible au tronçon supérieur 82 par l'intermédiaire d'un connecteur 290. Dans l'exemple représenté sur la figure 18, le connecteur 290 comprend une tête de connexion 292 fixée sur l'extrémité supérieure du tronçon inférieur 84 et propre à être engagée par une douille 294 solidaire de l'extrémité inférieure du tronçon 82.
La tête 292 est reçue au repos sur le socle de support 288.
Avantageusement, la tête 292 et la douille 294 sont de type « Delmar ».
Le montage du deuxième ensemble 280 diffère du montage du premier ensemble 24 en ce qu'initialement le tronçon inférieur 84 est porté au repos par le dispositif de guidage 1 10. Dans cette configuration, la tête 292 est reçue sur le socle 288. Les maillons 92 de chaîne s'étendent ensuite sur la gouttière de support 286, puis passent autour de la poulie 282 en étant engagés dans les crans 284 avant de passer dans l'organe de verrouillage 1 14.
Le tronçon supérieur 82 est ensuite descendu dans l'étendue d'eau comme décrit précédemment. La douille 294 de saisie de la tête 292 est amenée au voisinage du socle 288 pour saisir la tête 292 et raccorder le tronçon supérieur 82 au tronçon inférieur 84.
Ensuite, comme représenté à gauche sur la figure 18, une force de traction vers le haut est exercée sur le tronçon supérieur 82, pour remonter le connecteur 290 et le déplacer à l'écart de la base 100 au-dessus de la poulie 282.
Le tronçon inférieur 84 est alors extrait de la gouttière 286 et se tend verticalement dans l'axe B-B' du tronçon supérieur 82.
Pour ajuster la hauteur en saillie du tronçon 84 au-dessus de la base 100, un mécanisme de traction 134 est raccordé à l'extrémité inférieure 296 du tronçon inférieur 84. L'organe de verrouillage 1 14 est alors désengagé du tronçon 84 et le mécanisme de traction 136 tire sur le tronçon inférieur 84 pour ajuster la hauteur effective de tronçon 84 faisant saillie au-dessus de la base 100. Lors de ce déplacement, le tronçon 84 est guidé par la poulie 282.
Une fois la hauteur et la tension souhaitées réglées sur la ligne 30, l'organe de verrouillage 1 14 est réengagé sur le tronçon inférieur 84, et le mécanisme de traction 136 est déconnecté.
Dans l'ensemble de support 298 représenté sur la figure 19, les tronçons inférieurs 84 de deux lignes 30 adjacentes sont communs.
A la différence du deuxième ensemble 280 représenté sur la figure 7, cet ensemble 298 comprend une poulie crantée 282 commune à deux ensembles de guidage 1 10 pour recevoir la chaîne unique formant le tronçon inférieur 84 des deux lignes 30 adjacentes. La tension et la hauteur de chaque ligne 30 est réglée de manière relative entre les lignes 30 par déplacement du tronçon 84 autour de la poulie 282.
Dans une variante (non représentée), l'ensemble immergé de support comporte un dispositif de guidage d'un tronçon supérieur de la ligne d'ancrage 30 porté par la bouée de support 26. Le tronçon supérieur de la ligne d'ancrage est avantageusement formé de maillons de chaîne.
Le tronçon supérieur est monté mobile dans le dispositif de guidage par rapport à la bouée 26 entre une configuration déployée, dans laquelle la hauteur de la ligne d'ancrage 30 faisant saillie au-dessus de la base 100 est maximale, et une configuration contractée dans laquelle la hauteur de la ligne d'ancrage 30 au-dessus de la base 100 est minimale. L'ensemble immergé comporte alors un organe 1 14 de verrouillage libérable de la ligne 30 sur la bouée dans sa position verticale.
Dans cette variante, le dispositif de guidage est analogue aux dispositifs de guidage 1 10 décrits plus haut. La ligne 30 n'est pas nécessairement munie d'un tronçon inférieur formé de maillons de chaîne 92 et l'ensemble d'ancrage 28 ne comprend pas nécessairement de dispositif de guidage 1 10 porté par la base 100.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Ensemble immergé (24 ; 280 ; 298) de support d'au moins une conduite (22) de transport de fluide à travers une étendue d'eau (14), du type comprenant :
- une bouée de support (26) destinée à être totalement immergée dans l'étendue d'eau (14), la bouée (26) étant maintenue à l'écart du fond (12) de l'étendue d'eau (14) sous l'effet de sa propre flottabilité, la bouée (26) comportant au moins une surface (50) d'appui de conduite ;
- au moins un ensemble d'ancrage (28) comportant une base (100) destinée à être fixée dans le fond (12) de l'étendue d'eau ;
- au moins une ligne flexible d'ancrage (30) raccordant l'ensemble d'ancrage (28) à la bouée de support (26) ;
la ligne d'ancrage (30) comportant au moins un tronçon inférieur (84),
caractérisé en ce que l'ensemble d'ancrage (28) comporte :
• un dispositif (1 10) de guidage du tronçon inférieur (84), le tronçon inférieur (84) étant monté mobile dans le dispositif de guidage (1 10) par rapport à la base (100) entre une configuration déployée, dans laquelle la hauteur de la ligne d'ancrage (30) faisant saillie au-dessus de la base (100) est maximale, et une configuration contractée dans laquelle la hauteur de la ligne d'ancrage (30) au-dessus de la base (100) est minimale ; et
· un organe (1 14) de verrouillage libérable de la ligne d'ancrage (30) sur l'ensemble d'ancrage (28).
2. - Ensemble de support (24 ; 280 ; 298) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le tronçon inférieur (84) de la ligne d'ancrage est formé de maillons de chaîne (92).
3. - Ensemble de support (24 ; 280 ; 298) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la ligne d'ancrage (30) comprend un tronçon supérieur (82) formé à base d'un câble, notamment à base d'une corde de fils, la longueur du tronçon inférieur (84) étant avantageusement inférieure à 20% de la longueur du tronçon supérieur (82)
4. - Ensemble de support (24) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (1 10) comporte un organe tubulaire (150) de passage du tronçon inférieur (84), le tronçon inférieur (84) étant engagé à travers un passage (156) ménagé dans l'organe tubulaire (150).
5. - Ensemble de support (24) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe tubulaire (150) comporte au moins un organe (154) d'indexation angulaire du tronçon inférieur (84) par rapport à un axe (Β-Β') de circulation du tronçon inférieur (84) dans le passage (156), l'organe d'indexation angulaire (154) faisant saillie dans le passage (156).
6. - Ensemble de support (24) selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'organe tubulaire (132) définit une surface supérieure de guidage divergeant vers le haut à l'écart de la base (100).
7. - Ensemble de support (24) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (1 10) comporte une armature fixe (130), l'organe tubulaire (130) étant articulé par rapport à l'armature fixe (130) autour d'au moins un axe (C-C ; D-D') de rotation sensiblement horizontal.
8. - Ensemble de support (24) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe libérable de verrouillage (1 14) est mobile en rotation conjointement avec l'organe tubulaire (132) par rapport à l'armature fixe (130).
9. - Ensemble de support (24 ; 280 ; 298) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (1 10) comporte au moins un mécanisme (136) de traction du tronçon inférieur (84) propre à déplacer le tronçon inférieur (84) vers sa configuration contractée.
10.- Ensemble de support (24 ; 280 ; 298) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe libérable de verrouillage (1 14) est monté mobile par rapport au tronçon inférieur (84) entre une position désengagée du tronçon inférieur (84) et une position de mise en prise sur le tronçon inférieur (84).
1 1 . - Ensemble de support (280) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (1 10) comporte au moins une poulie (282) de guidage munie d'organes (284) d'accroché du tronçon inférieur (84), l'ensemble de support (24) comportant au moins un mécanisme (136) de traction du tronçon inférieur (84) disposé à l'écart de l'ensemble d'ancrage (28).
12. - Ensemble de support (24 ; 280 ; 298) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (1 10) est monté de manière amovible sur la base (100).
13. - Ensemble de support (24 ; 280 ; 298) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (1 14) est porté par la base (100) de l'ensemble d'ancrage (28).
14.- Installation (10) d'exploitation de fluide à travers une étendue d'eau (14), du type comprenant :
- un ensemble de fond (18), solidaire du fond (12) de l'étendue d'eau (14) ;
- un ensemble de surface (20) s'étendant au moins partiellement au-dessus de la surface (16) de l'étendue d'eau (14) ;
- un ensemble de support (24 ; 280 ; 298) selon l'une quelconque des revendications précédentes ; - au moins une conduite (22) de transport de fluide raccordant l'ensemble de fond (18) à l'ensemble de surface (20), au moins un tronçon (200 ; 202) de la conduite de transport (22) étant disposé en appui sur la surface de support (50) de la bouée (26).
15.- Procédé de mise en place d'une installation (10) d'exploitation de fluide selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- immersion totale de la bouée de support (26) de l'ensemble de support (24) ;
- fixation de la ou de chaque ligne d'ancrage (30) sur l'ensemble d'ancrage (28), et sur la bouée de support (26) ;
- déplacement du tronçon inférieur (84) de la ligne d'ancrage (30) par rapport à l'ensemble d'ancrage (28) à travers le dispositif de guidage (1 10), pour ajuster la hauteur de la ligne d'ancrage (30) faisant saillie au-dessus de la base (100) ;
- engagement de l'organe de verrouillage (1 14) sur la ligne d'ancrage (30) pour maintenir en position verticale la ligne d'ancrage (30) par rapport à l'ensemble d'ancrage (28).
16.- Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'étape de fixation comporte la fixation temporaire du tronçon inférieur (84) sur l'ensemble d'ancrage (28) et la suspension verticale de la ligne d'ancrage (30) par l'intermédiaire d'un flotteur (234) totalement immergé, puis la fixation de la ou de chaque ligne d'ancrage (30) sur la bouée de support (26).
17.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de pose de la conduite de transport (22), l'étape de pose comportant la mise en place d'un tronçon inférieur (200) de la conduite de transport (22) entre l'ensemble de fond (18) et l'ensemble de support (24 ; 280 ; 298), et la mise en place d'un tronçon supérieur (202) de la conduite de transport (22) entre l'ensemble de support (24 ; 280 ; 298) et l'ensemble de surface (20), et le raccordement du tronçon inférieur (200) au tronçon supérieur (202).
18.- Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la mise en place du tronçon inférieur (200) de la conduite de transport comporte la fixation d'un lien flexible (262) au voisinage d'une extrémité supérieure du tronçon inférieur (200) de la conduite de transport, le lien flexible (262) comportant une butée d'accrochage (264) sur la bouée de support (36) ;
- la fixation temporaire de la butée d'accrochage (264) sur la bouée de support
(26) ;
- puis la traction du lien flexible (262) pour remonter l'extrémité supérieure du tronçon inférieur (200) de la conduite de transport sur la bouée de support (26).
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