WO2018154212A1 - Dispositif d'accouplement de deux bateaux - Google Patents

Dispositif d'accouplement de deux bateaux Download PDF

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cylinder
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Christophe Colmard
Sylvie DESCHAMPS
Mathieu BUSCHIAZZO
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Saipem S.A.
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    • F25J2290/60—Details about pipelines, i.e. network, for feed or product distribution

Definitions

  • the present invention relates to a device for docking at sea two torque boats here called “coupling device”.
  • This mooring device makes it possible to maintain laterally spaced at a controlled distance, typically thirty meters, the two boats and to maintain their longitudinal position abutting in particular to perform a transhipment between the two boats.
  • ship is understood to mean both a transport vessel and a floating support moored at the bottom of the sea such as a floating production, storage and offloading unit (FPSO).
  • FPSO floating production, storage and offloading unit
  • FLNG Floating Liquefied Natural Gas
  • FSRU Floating Storage and Regasification Unit
  • Floating Storage and Regasification Unit Floating Storage and Regasification Unit.
  • This type of device is more particularly adapted to allow the unloading of a first vessel or floating support of the type comprising a floating facility for liquefaction or regasification of natural gas ("Floating Liquefied Natural Gas” or "FLNG”) to a second vessel such as LNG Carrier via flexible or rigid pipes.
  • a first vessel or floating support of the type comprising a floating facility for liquefaction or regasification of natural gas ("Floating Liquefied Natural Gas" or "FLNG”) to a second vessel such as LNG Carrier via flexible or rigid pipes.
  • FLNG Natural Gas
  • the difficulty encountered is the limit of the admissible environments during the unloading, in particular the conditions of swell, wind and / or sea current which often make difficult such operations of transhipment between two boats at sea without risk of collisions between the ships.
  • the object of the present invention is therefore to increase the safety of unloading operations between two boats by controlling and stabilizing the spacing between the two boats; in particular to make the unloading operations between a floating installation of type FLNG or FSRU and a vessel type LNG Carrier this in order to:
  • WO 2014/073973 discloses a system which makes it possible to maintain a spacing between the two boats comprising a coupling device comprising (FIG. 3) a ballast box 2 which is movable from a first floating support (1) to which it is moored by mooring lines 24, to come and press against a second vessel (3).
  • the positioning of the box 2 against the second vessel 3 is done by tensioning the mooring lines 24 anchored to the seabed and actuated with the aid of winch 23.
  • This system is long to implement and has a lack of flexibility that requires maintaining a spacing important at least 100m between boats for boats from 100 to 300m long.
  • the object of the present invention is to provide a simpler and faster mechanical device to implement which makes it possible to maintain the parallel longitudinal position of the two boats edge to edge and to keep them apart laterally at a controlled variable distance from each other. a few tens of meters including 25 to 50m.
  • the present invention provides a device for remote coupling of two boats, including a first boat consisting of a first vessel or floating support and a second boat consisting of a second vessel, comprising:
  • At least one flotation and docking structure comprising at least one float capable of being ballasted and unballasted to allow the controlled immersion of said buoyancy and docking structure, and at least one fastening element fixed or capable of be removably attached to the hull of a second boat, and
  • the device according to the invention is an accessory device or appendix of the first boat which is fixed temporarily to the second boat and does not require auxiliary means of mooring assistance such as tugs, lifting means or hawsers.
  • This device is adapted to be placed more particularly on the side of an FLNG and can be hydraulically controlled to be attached to the hull of another boat, typically a LNG carrier, or in a manner that is not limited to two vessels to be transhipped.
  • the device according to the present invention makes it possible to control and stabilize the spacing between the two boats at an average distance while allowing:
  • the device hooked to the second boat it is able to passively maintain or by adequate hydraulic steering cylinders, spacing the two ships at a constant average distance in sea conditions typically up to heights of significant swell of 4m, this swell coming mainly from the front at 0 ° or quarter at 45 °, without seeking to block the movements of roll, pitch or yaw of the boats.
  • Said float is adapted to (a) ensure the floatation of said buoyancy and docking structure and maintain said cylinders out of water before hooking to the second boat and (b) allow increased immersion by partial ballasting of said float during the hooking said fastening elements of said buoyancy structure and docking on the second boat. Thanks to the stroke of the cylinders by sliding, and because of their articulation in rotation with respect to the two boats, the two boats can interact relatively little dynamically between them because the efforts taken by the device are averaged efforts and not impact efforts. Thus, it is possible to keep the two boats together with a limited but variable spacing, for example from 25 to 50m, even when the swell becomes strong - a swell of the order of 4m being typically bearable.
  • all of said cylinders in the retracted position and fixed to said buoyancy and docking structure at said second fastening and articulation devices are able to be positioned, preferably vertically or in a position close to the vertical, against the hull of the first boat out of water when said buoyancy and docking structure is not attached to said second boat and said docking float is unbalanced.
  • the device according to the invention can thus be safely stored in particular during a storm or between two transhipments, with the cylinders in the retracted position and fixed to said buoyancy and docking structure, the assembly being positionable against the hull of the first boat by concomitantly performing a retraction of the cylinders and deballasting said float due to the rotational joints authorized by said first and second fixing devices and articulation in rotation.
  • the cylinders retracted and fixed to said buoyancy and docking structure with said deballasted docking float can be immobilized against the hull of the first vessel with a conventional immobilization system of the assembly, for example by strapping webbing.
  • said first and second fixing devices and articulation in rotation at the ends of each cylinder allow each at least a first rotation of said cylinder with respect to a first horizontal axis perpendicular to the longitudinal axis said cylinder, and a second rotation of said cylinder relative to a second axis perpendicular to the longitudinal axis of said cylinder and located in a vertical plane comprising the longitudinal axis of said cylinder.
  • the two fastening devices and articulation at the two ends of each jack allow in combination two degrees of freedom in rotation of the jack comprising:
  • differential longitudinal sliding of the different cylinders allows angular spacing of the two boats relative to each other.
  • said first and second fixing devices and rotational articulation further allow a third rotation with respect to the longitudinal direction of the jack.
  • each said cylinder when the stem of each said cylinder is attached to a said buoyancy and docking structure, the cylinder is disposed above the sea surface horizontally or with an inclination of the cylinder rod relative to a horizontal plane less than 15 degrees remaining out of water, preferably the bodies of said cylinders being fixed at the same height on the shell plating of said first boat.
  • the positioning of the cylinders out of water limits the impact of the swell and the current on the cylinders and thus avoid parasitic forces on the jacks due to the sea and finally avoid the effects of corrosion.
  • said jacks when attached to a said buoyancy and docking structure, they are arranged parallel to each other and / or with an inclination of less than 30 °, preferably less than 15 ° with respect to a vertical plane perpendicular to the Tangent vertical plane bordered by the first boat.
  • said cylinders are double acting hydraulic cylinders whose rods are set to an initial coupling extension position, preferably halfway, and whose hydraulic circuit is adjusted and / or automatically controlled that any deviation from said initial coupling extension position is corrected to restore the desired spacing of the two boats, including restoring the initial extension of the cylinder rods.
  • the device according to the invention can be implemented in a passive mode or a controlled mode, in particular driven by software, in which in both cases the hydraulic circuit of the cylinders functions as a spring to keep the gap between the boats and limit the efforts according to the stiffness of the cylinders insofar as the initial position of extension of the cylinders is maintained by differential pressure on both sides of the piston.
  • the response of the cylinders can be linear, that is to say a response independent of the position of extension of the rod or a non-linear response, that is to say a response in which the more the boats deviate or bring closer and more effort in the jack becomes important.
  • first and second vessel or floating support from 100 to 300m, and to maintain a spacing between the first boat and the second boat from 15 to 50m
  • cylinders from 10 to 30m with a stroke of 5 at 20m More particularly, for said first and second vessel or floating support 150 to 300m, and to maintain a spacing between the first boat and the second boat 25 to 40m, preferably a spacing of 30-35m, it implements jacks from 10 to 24m with a stroke of 5 to 10m.
  • the number of cylinders depends on the strength of the cylinders. More particularly, the cylinders have a force of 150 to 750 T (tons), preferably 250 to 500 T. It is thus possible to implement 3 or 4 jacks of forces of 250 to 500 T, the cylinder rods being suitable to move on a race of 5 to 10m especially for the mooring of 2 boats from 150 to 300m.
  • said buoyancy and docking structure comprises at least one anchoring element capable of catching on the second boat, when said float is partly at least ballasted and said hooking element is immersed, said attachment element having a disposition and / or shape making it suitable for being positioned below the bottom of the second boat by ballasting said docking float and then pressing against and / or facing the bottom of the second boat by partial deballasting of said docking float.
  • said immovable catching element is located on said buoyancy and docking structure at a height so that when said float is unballasted and said cylinders are in a safety position against the first boat, said element hanging is out of water.
  • said hooking element may comprise conventional means of mooring by hawsers and defense rods to be applied against the plating of the second vessel or preferably vacuum suction cups or suction cups or magnetic to be applied against the plating and / or the bottom of the second boat.
  • said attachment element is constituted or supported by a part of the flotation and docking structure forming a fork capable of extending under the bottom of the hull of the second boat from one side to the other and supporting magnetic suction cups or pneumatic adapted to come to rest on the bilges of the hull of the second boat.
  • the device according to the invention comprises a single so-called flotation and docking structure consisting of beams and / or tubes assembled in lattice forming a tower, preferably a tubular structure of parallelepipedal shape, comprising at least one said float immersed able to be ballasted, preferably in the form of cylindrical coil and / or parallelepiped box integrated or supported by said structure.
  • This embodiment facilitates the establishment of the device for docking against the second vessel or floating support both as regards the stability of the vertical structure ballast ball float and its orientation to achieve said docking.
  • said buoyancy and docking structure extends in height from below the hull of said second boat, preferably at least 50 m below the sea level or even at least 50 m below the hull, until at least above the deck of said second boat, preferably at a height (H1) of 60 at 100m.
  • said buoyancy and docking structure extends in the longitudinal direction of the second boat for a length of at least a quarter of the length of said second boat.
  • said flotation and docking structure extends in the longitudinal direction of the second boat over a length (Ll) of 40 to 100m for a boat of 150 to 300m.
  • the present invention also relates to a set of two boats coupled edge to edge by distance using a coupling device according to the invention.
  • the device according to the invention ensures the coupling between a first boat which is a floating support of the type comprising a gas liquefaction or regasification installation and a second vessel of the LNG vessel type, and said floating structure and docking means supports flexible pipe support channels extending out of water between said first and second boats arranged edge to edge.
  • the present invention also relates to a method of implementing a coupling device according to the invention, characterized in that one of the following steps is implemented in which: a) said jacks being in retracted position and said buoyancy and docking structure with at least one said deballasted float being fixed to said cylinders at said second fastening devices and articulation, said cylinders being partially plated at least out of water against and / or above the hull of the first boat, the said float (s) is ballasted to immerse the said buoyancy and docking structure to the depth adapted for attachment to the second boat and is rotated and deployed concomitantly said cylinders for fixing said buoyancy and docking structure against the second boat,
  • said cylinders being deployed in the initial medium coupling extension position and said flotation and docking structure, being fixed to said cylinders at said second fixing devices and articulation, and fixed to said second boat at the level of (s) said element (s) of collisions, with a said ballast float, actuate the extension of said cylinders and / or automatically drive said cylinders so that said cylinders and the two boats remain in their initial position or return to their original position with a distance between the two controlled vessels in case they deviate from it, and
  • FIGS. 1A and 1B show views of a first preferred embodiment of the device 1 according to the invention in the coupling position attached to and between the first boat of the FLNG type and the second boat of the LNGC type (FIG. 1A). and in the absence of the second boat ( Figure 1B),
  • FIGS. 2A and 2B show views of a second embodiment of the device 1 according to the invention in a storage position fixed against the hull of a first boat of the FLNG type ( Figure 2A) and in mating position between the two boats (Figure 2B);
  • FIGS. 3A to 3C show the flotation and docking structures 3 according to first (FIG. 3A), second (FIG. 3B) and third (FIG. 3C) embodiments of the coupling device according to the invention.
  • FIG. 4 shows a detail of a cylinder 2, 21-24 with its two fixing devices and articulation in rotation 2cl on the first boat type FLNG 10 and 2c2 on a tubular element 31 of the tower of the flotation structure and docking 3.
  • the buoyancy and docking structure 3 comprises an open structure forming a tower consisting of an assembly of a plurality of vertical tubes 31 arranged in such a way as to form at least 4 edges of said tower and supporting an upper platform 3c.
  • the tower is connected to the first boat 10 by jacks 21-24 described below.
  • Each vertical tube 31 is connected to each of the other two adjacent adjacent tubes 31 by (a) first tubes or beams of horizontal junctions 32a perpendicular to the axis of the tower, and (b) second tubes or junction beams arranged in inclination 32b in chevrons or diagonally possibly intersecting between said two vertical tubes 31.
  • the tower supports on its upper face a platform 3c adapted to receive the technical intervention personnel who can for example access it from the first boat 10 by bridges 40 shown in Figure 3C.
  • the tower is equipped with the docking system 3b, 3bl-3b2 forming a said hooking element for hooking up said flotation and docking structure to the hull of the second boat 11.
  • Said anchoring element or docking system can include a system of plates equipped with suction cups or magnetic fasteners 3b.
  • the attachment element comprises 4 said plates 3b equipped with suction cups or magnetic fasteners disposed on the upper face of two pairs of horizontal tubular elements 33b cantilevered constituting a fork 33 extending horizontally in advance out of the turn towards the second boat from the face of the tower opposite the boat.
  • These horizontal tubular elements 33b are supported by lower inclined tubular elements 33a and form a fork 33 extending in the horizontal direction along a length L3 covering the width of the keel 11b of the second boat supporting 4 plates which may be simple supports and / or magnetic fasteners such as magnetic suckers 3b.
  • these plates 3b are inclined so that they come to rest on the chines 11c on each side of the shell (junction area between the lia 11a and the keel 11b), two pairs of plates 3b inclinations symmetrically opposite each side.
  • the width L3 is here about 50 m, representative of the most important LNG carriers and allows to adapt to LNG tankers of 30m wide.
  • the remote longitudinal end of said fork is supported by floats 3a in the form of vertical cylindrical rolls 3al able to be ballasted / deballasted.
  • Other lower tubular portions 3a2 of the tower form floats in the form of cylindrical rolls capable of being ballasted / deballasted.
  • the buoyancy structure 3 comprises a tower supporting floats 3a comprising four parallelepipedic buoyancy chambers 3a'l-3a'4, two of which 3a'3 and 3a'4 in the lower part of the tower and two 3a'l and3a'2 in the underside of the forward end of the fork 33.
  • the fork 33 supports 3 plates 3b arranged in a triangle including 1 plate on the side of the tower and 2 plates of inclination opposite side from the end of the two branches of the fork.
  • the thrust distribution between the cylindrical members 31, 32a-32b, 33a-33b of the tower and these 4 caissons 3a'l-3a'4 is 2600 tons force for the cylindrical chords versus 1700 tons force for the 4 caissons 3a ' l-3a'4.
  • the support plates or magnetic suction cups 3b comprise three vertical plates 3b2 on the external face of the tower and two horizontal plates 3bl on the upper face of the end of the fork 33 which are pressed against the flank 11a and respectively the bottom 11b of the second boat 11. More specifically, in this embodiment, on a face disposed opposite the second boat, the tower supports:
  • 2A-2B and 3B comprises three jacks 21, 22 and 23, 2 jacks 21-22 in Figure 3A and 4 jacks 21-24 in Figure 3C.
  • the 21-24 cylinders are single chamber or telescopic - and double acting.
  • the various cylinders are successively spaced from one another in the longitudinal direction of the first boat 10 and of the tower 3.
  • the various cylinders are fixed at one end in the upper part of the tower of the floating structure 3 and are fixed or intended to be fixed at the other end in the upper part of the hull raised 10a of the first boat 10 so as to extend above the surface of the water 12 in the deployed position.
  • each cylinder of the rear flanges of the cylinder body 2a are fixed by a hinge device 2c1 to the hull 10a of the first boat 10 and whose ends of the cylinder rods 2b are fixed by a hinge device 2c2 in upper part of a flotation and docking structure 3 ensuring the flotation of the device and allowing adjustment of the vertical position of the assembly.
  • the fastening and articulation devices 2c1 and 2c2 shown in FIG. 4 allow two degrees of freedom in rotation with respect to two perpendicular axes of rotation comprising a system allowing a first rotation of said jack with respect to a first axis of rotation.
  • the fastening and articulation devices 2c1 and 2c2 each comprise an intermediate independent connecting piece 2el, 2e2 each comprising:
  • a first part comprising two branches forming a first stirrup 2e'l, 2e'2 cooperating with a first mounting plate
  • the cylinder rod 2a is further able to rotate in itself in the cylinder body 2b, the jack thus forming a swivel (swivel) mounted to the two devices 2c1 and 2c2 allowing a third rotation by relative to the longitudinal direction of the cylinder.
  • first and second fixing devices and articulation in rotation are typically mechanical elements with a ball embedded in a spherical housing thus allowing the cylinders to work only axially in sliding.
  • the coupling device 1 is grafted typically to the first boat 10 of the FLNG type with the cylinders in the retracted position, one end 2cc of which is fixed to the side or lined 10a of the first boat.
  • the coupling device 1 When the coupling device 1 is not used, especially in the event of a storm, it is put in the safety or storage position: cylinders 2, 21-24 retracted and positioned folded upwards above their ends 2cl against the hull of the first boat with the buoyancy and docking structure 3 in the upper position by deballasting at least part of the float or floats 3a to follow and allow the cylinders to pivot until the maximum retracted cylinders are substantially vertical position with said flotation and docking structure 3 attached to said cylinders at said second fastening devices and articulation 2c2, all of the jacks and the floating structure 3 being partially plated at least out of water against the hull of the first boat, as shown in Figures 1A-1B and 2B.
  • the hooking of the buoyancy and docking structure 3 on the second boat typically an LNGC (LNG carrier), comprises the following successive stages:
  • the set of cylinders 2, 21-24 and the flotation structure 3 being partially plated at least out of water against the hull of the first boat, as represented in FIGS. 1A-1B and 2B, the said float (s) are ballasted to immerse the said floatation structure and docking 3 to the appropriate depth and is pivoted and deploys concomitantly said cylinders by hydraulic actuation to a position inclined above the surface of the water 12 preferably at an inclination of less than 15 ° relative to the horizontal,
  • the whole of the first boat and the coupling device attached to the second boat are moved, or preferably the first boat being generally anchored, the second boat is moved by tug near the first boat and said coupling device attached thereto, and
  • the floats 3al-3a4, 3a'l-3a'4 are ballasted to lower the plates 3b opposite the hull, in particular the lower plates 3b, 3bl of the upper face of the fork 33 under the hull 11b, 11c of the second ship 11, then
  • the floats 3al-3a4, 3a'l-3a'4 are re-deballasted so that the lower plates 3b, 3bl rise to come to press against and / or opposite the bottom of the shell 11a of the second boat 11, and
  • the coupling device 1 comprises
  • cylinders 21-23 including a central cylinder 22 and two cylinders 21 and 23 adapted to be arranged symmetrically with respect to the central cylinder.
  • the central cylinder 22 is arranged in a vertical plane perpendicular to the vertical plane tangent to the plating 10 of the first boat 10 while the cylinders 21 and 23 are arranged symmetrically in planes vertically inclined at an angle of less than 30 ° to a vertical plane perpendicular to the vertical plane tangent to the plating of the first boat 10.
  • the four jacks 21-24 are arranged in two pairs of jacks 21-22 and 23-24 each forming a V when they are deployed and fixed on the buoyancy structure 3.
  • the distance between the point 2c2 of the cylinder 24 and the corresponding point of the cylinder 21 on the coupling device is about 80m.
  • the spacings L4 60m of the two cylinders for each pair 24-23 and 22-21 are greater at their attachments 2c1 on the hull of the first boat than the spacings at their attachments 2c2 on the buoyancy structure 3 which are close to each other.
  • the various cylinders 21-24 are arranged in a vertical plane with an inclination less than 30 degrees relative to a vertical plane perpendicular to the vertical plane tangent to the plating of the first boat.
  • the cylinders are further arranged with an inclination relative to a horizontal plane less than 15 degrees.
  • Said buoyancy and docking structure 3 can advantageously support in the upper part flexible pipe support trunking extending out of water between said first and second boat arranged edge to edge.
  • a cylinder stroke of 5m with lengths of jacks from 10m to 15m allows a spacing between boats of 30 - 34m or a stroke of 10m leads to lengths of jacks from 22m to 24m for a spacing between boats of 40 -44m.
  • Said cylinders being deployed in the initial medium coupling extension position and said flotation and docking structure, attached to said cylinders and said second boat, with said ballast float, as shown in Figure 2A, is actuated extending said cylinders and / or automatically piloting said cylinders so that said cylinders and the two boats remain in their initial position or return to their initial position with a distance between the two boats controlled in case they are would spread.
  • the two boats interact little dynamically with each other.
  • the efforts taken by the device are averaged efforts and not impact efforts. With this feature it is possible to keep the two boats together even when the swell becomes strong (swells of the order of 4m typically supportable).
  • the cylinders can be controlled according to three modes:
  • Non-linear passive mode the cylinders behave like springs with a stiffness that depends on the position of the rod in the cylinder liner;
  • Nonlinear active mode the stiffness of the cylinders is adapted instantly and driven by software analyzing the relative position of the two boats. Said cylinders 21, 22, 23 being deployed in the initial medium coupling extension position and said flotation and docking structure 3 attached to said cylinders and to said second boat, with said ballasted float, said floating and docking structure 3 is separated from said second vessel, then said cylinders are retracted and said float 3a is unpacked until it comes to press the assembly in part at least out of against the hull of the first boat as described above.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'accouplement rapide à distance de deux bateaux, notamment un premier navire ou support flottant et un deuxième navire (10, 11), comprenant : - au moins une structure de flottaison et d'accostage (3) fixée ou apte à être fixée de manière amovible au bordé (lia) et/ou à la quille de la coque d'un deuxième bateau (11), et - au moins deux vérins (2, 21, 22, 23, 24), de préférence au moins 3 vérins, espacés successivement l'un de l'autre dans la direction longitudinale du premier bateau (10), le corps de vérin (2a) de chaque dit vérin étant fixé au bordé (10a) de la coque dudit premier bateau (10), à l'aide d'un premier dispositif de fixation et articulation en rotation (2cl), et l'extrémité de la tige (2b) de chaque vérin étant fixée ou apte à être fixée, de préférence de façon amovible, à ladite structure de flottaison et d'accostage (3) à l'aide d'un deuxième dispositif de fixation et articulation en rotation (2c2).

Description

DISPOSITIF D'ACCOUPLEMENT DE DEUX BATEAUX
La présente invention concerne un dispositif d'amarrage en mer de deux bateaux à couple ici dénommé « dispositif d'accouplement ». Ce dispositif d'amarrage permet de maintenir écartés latéralement à une distance contrôlée, typiquement une trentaine de mètres, les 2 bateaux et de conserver leur position longitudinale bord à bord notamment pour effectuer un transbordement entre les deux bateaux.
On entend ici par « bateau » aussi bien un navire de transport qu'un support flottant amarré au fond de la mer tel qu'une unité flottante de production, de stockage et de déchargement (FPSO « Floating Production Storage and Offloading », une unité flottante de production, de stockage et de déchargement de gaz naturel liquéfié (FLNG « Floating Liquefied Natural Gas ») ou une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU « Floating Storage and Regasification Unit »).
Ce type de dispositif est plus particulièrement adapté pour permettre le déchargement d'un premier navire ou support flottant du type comprenant une installation flottante de liquéfaction ou regazéification de gaz naturel (« Floating Liquefied Natural Gas » ou « FLNG ») vers un deuxième navire tel qu'un méthanier (« LNG Carrier ») via des conduites flexibles ou rigides.
La difficulté rencontrée est la limite des environnements admissibles durant le déchargement, notamment les conditions de houle, vent et/ou courant marin qui rendent souvent difficile de telles opérations de transbordement entre deux bateaux en mer sans risque de collisions entre les navires.
Le but de la présente invention est donc d'augmenter la sécurité des opérations de déchargement entre deux bateaux en contrôlant et stabilisant l'écartement entre les deux bateaux ; notamment rendre plus sûr les opérations de déchargement entre une installation flottante de type FLNG ou FSRU et un navire de type LNG Carrier ceci afin de :
- empêcher des arrêts de production des installations flottantes de type FLNG lorsque celles-ci sont soumises à des conditions météorologiques fortes et qu'elles doivent malgré tout décharger leur production pour continuer à travailler ; et
- permettre des développements d'installations flottantes de type FLNG dans des zones où les conditions météorologiques ne le permettaient pas avec des systèmes standards pour cause d'impossibilité de déchargement. On connaît des systèmes d'accostage ou d'amarrage traditionnels avec des aussières et des boudins/défenses qui ne permettent pas de contrôler dynamiquement l'écartement entre les deux bateaux et ne gèrent pas les grosses différences possibles de mouvements verticaux entre les deux bateaux et imposent de positionner les deux navires l'un contre l'autre ce qui n'est pas admissible en haute-mer en cas de mauvaises conditions de houle.
On connaît inversement des systèmes d'accostage ou d'amarrage sécurisés et rapides d'un navire sur un quai notamment des systèmes de ventouses par dépression d'air ou des ventouses magnétiques développés par la société CAVOTEC notamment tel que décrit dans WO 2009/ 041833 et WO 2009/054739. Mais ces derniers systèmes ne règlent pas le problème des efforts entre les bateaux qui deviennent très importants avec le mauvais temps si les bateaux sont en contact l'un à l'autre et ne permettent pas d'établir un écartement minimal contrôlé entre deux navires.
On connaît enfin dans WO 2014/073973, un système qui permet de maintenir un écartement entre les deux bateaux comprenant un dispositif d'accouplement comprenant (figure 3) un caisson ballasté 2 qui est déplaçable depuis un premier support flottant (1) auquel il est amarré par des lignes d'amarrage 24, jusqu'à venir se plaquer contre et dessous un deuxième navire (3). Le positionnement du caisson 2 contre le deuxième navire 3 se fait en tensionnant les lignes d'amarrage 24 ancrées au fond de la mer et actionnées à l'aide de winch 23. Ce système est long à mettre en place et présente un manque de souplesse qui impose de maintenir un écartement important d'au moins 100m entre les bateaux pour des bateaux de 100 à 300m de long.
Plus précisément, le but de la présente invention est de fournir un dispositif mécanique plus simple et plus rapide à mettre en œuvre qui permet de conserver la position longitudinale parallèle des deux bateaux bord à bord et de les garder écartés latéralement à une distance variable contrôlée de quelques dizaines de mètres notamment de 25 à 50m.
Pour ce faire, la présente invention fournit un dispositif d'accouplement à distance de deux bateaux, notamment un premier bateau consistant en un premier navire ou support flottant et un deuxième bateau consistant en un deuxième navire, comprenant :
- au moins une structure de flottaison et d'accostage comprenant au moins un flotteur apte à être ballasté et déballasté pour permettre l'immersion contrôlée de ladite structure de flottaison et d'accostage, et au moins un élément d'accrochage fixé ou apte à être fixé de manière amovible à la coque d'un deuxième bateau, et
- au moins deux vérins, de préférence au moins trois vérins, espacés successivement l'un de l'autre dans la direction longitudinale du premier bateau, une extrémité du corps de vérin de chaque dit vérin étant fixé audit premier bateau, de préférence au bordé de la coque dudit premier bateau, à l'aide d'un premier dispositif de fixation et articulation en rotation, et l'extrémité de la tige de chaque vérin étant fixée ou apte à être fixée, de préférence de façon amovible, à une dite structure de flottaison et d'accostage à l'aide d'un deuxième dispositif de fixation et articulation en rotation. Le dispositif selon l'invention est un dispositif accessoire ou annexe du premier bateau qui vient se fixer temporairement au deuxième bateau et ne nécessite pas de moyens auxiliaires d'aide à l'amarrage comme des remorqueurs, moyens de levage ou aussières.
Ce dispositif est apte à être mis en place plus particulièrement sur le bordé d'un FLNG et peut être piloté hydrauliquement pour être fixé à la coque d'un autre bateau, typiquement un méthanier (LNG carrier), ou de manière non limitée à deux bateaux devant effectuer un transbordement.
Le dispositif selon la présente invention permet de contrôler et stabiliser l'écartement entre les deux bateaux à une distance moyenne tout en permettant de :
- reprendre une partie des efforts moyens de la houle, du vent et du courant transmis entre les deux bateaux, mais aussi
- laisser les deux bateaux bouger de manière indépendante suivant les sollicitations environnementales et conserver en partie leurs six degrés de liberté (embardée- cavalement- pilonnement- roulis- tangage- lacet) à la manière d'un amarrage simple.
Une fois le dispositif accroché au deuxième bateau, celui-ci est capable de maintenir passivement ou par un pilotage hydraulique adéquat des vérins, l'écartement des deux navires à une distance moyenne constante dans des conditions de mer allant typiquement jusqu'à des hauteurs de houle significatives de 4m, cette houle venant principalement de l'avant à 0° ou de quart à 45°, sans chercher à bloquer les mouvements de roulis, tangage ou lacet des bateaux.
Ledit flotteur est apte à (a) assurer la flottaison de ladite structure de flottaison et d'accostage et maintenir lesdits vérins hors d'eau avant accrochage au deuxième bateau et (b) permettre une immersion accrue par ballastage partiel dudit flotteur lors de l'accrochage desdits éléments d'accrochage de ladite structure de flottaison et accostage sur le deuxième bateau. Grâce à la course des vérins par coulissement, et du fait de leur articulation en rotation par rapport aux deux bateaux, les deux bateaux peuvent interagir relativement peu entre eux dynamiquement du fait que les efforts repris par le dispositif sont des efforts moyennés et non des efforts d'impact. Ainsi, il est possible de maintenir les deux bateaux ensemble avec un écartement limité mais variable, par exemple de 25 à 50m, même lorsque la houle devient forte - une houle de l'ordre de 4m étant typiquement supportable.
Plus particulièrement, l'ensemble desdits vérins en position rétractée et fixés à ladite structure de flottaison et d'accostage au niveau desdits deuxièmes dispositifs de fixation et articulation, sont aptes à être positionnés, de préférence verticalement ou en position proche de la verticale, contre la coque du premier bateau hors d'eau lorsque ladite structure de flottaison et d'accostage n'est pas fixée à un dit deuxième bateau et que ledit flotteur d'accostage est débal lasté. Le dispositif selon l'invention peut donc être rangé ainsi en sécurité notamment lors d'une tempête ou entre deux transbordements, avec les vérins en position rétractée et fixés à ladite structure de flottaison et d'accostage, l'ensemble pouvant être positionné contre la coque du premier bateau en effectuant concomitamment une rétractation des vérins et un déballastage dudit flotteur du fait des articulations en rotation autorisées par lesdits premier et deuxième dispositifs de fixation et articulation en rotation.
Les vérins rétractés et fixés à ladite structure de flottaison et d'accostage avec ledit flotteur d'accostage déballasté peuvent être immobilisés contre la coque du premier navire avec un système classique d'immobilisation de l'ensemble, par étarquage de sangles par exemple.
Plus particulièrement, lesdits premier et deuxième dispositifs de fixation et articulation en rotation aux extrémités de chaque vérin autorisent chacun au moins une première rotation dudit vérin par rapport à un premier axe horizontal perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit vérin, et une deuxième rotation dudit vérin par rapport à un deuxième axe perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit vérin et situé dans un plan vertical comprenant l'axe longitudinal dudit vérin.
Globalement, ainsi, les deux dispositifs de fixation et articulation aux deux extrémités de chaque vérin autorisent en combinaison deux degrés de liberté en rotation du vérin comprenant :
a) une première rotation dudit vérin par rapport à un premier axe de rotation horizontal qui autorise des déplacements relatifs des deux bateaux dans la direction verticale ainsi que le rangement par pivotement des vérins contre et/ou au-dessus du bordé du premier bateau tout en restant fixés à ladite structure de flottaison et d'accostage ; et
b) une deuxième rotation dudit vérin par rapport à un deuxième axe de rotation dans un plan vertical qui autorise des déplacements relatifs des deux bateaux dans la direction longitudinale de l'un des deux bateaux.
En outre le coulissement longitudinal différentiel des différents vérins autorise un écartement angulaire des deux bateaux l'un par rapport à l'autre. De préférence, lesdits premier et deuxième dispositifs de fixation et articulation en rotation autorisent en outre une troisième rotation par rapport à la direction longitudinale du vérin.
Plus particulièrement encore, lorsque la tige de chaque dit vérin est fixée à une dite structure de flottaison et d'accostage, ledit vérin est disposé au-dessus de la surface de la mer horizontalement ou avec une inclinaison de la tige de vérin par rapport à un plan horizontal inférieure à 15 degrés en restant hors d'eau, de préférence les corps desdits vérins étant fixés à une même hauteur sur le bordé de la coque dudit premier bateau. Le positionnement des vérins hors d'eau permet de limiter les impacts de la houle et du courant sur les vérins et ainsi d'éviter des efforts parasites sur les vérins dus à la mer et enfin éviter les effets de la corrosion.
Plus particulièrement encore, lorsque lesdits vérins sont fixés à une dite structure de flottaison et d'accostage, ils sont disposés parallèlement entre eux et/ou avec une inclinaison inférieure à 30° de préférence inférieure à 15° par rapport à un plan vertical perpendiculaire au plan vertical tangent bordé du premier bateau.
Le positionnement horizontal à une même hauteur des différents vérins permet aussi d'éviter des efforts parasites sur les vérins.
Plus particulièrement encore, lesdits vérins sont des vérins hydrauliques à double effet dont les tiges sont réglées à une position d'extension initiale d'accouplement, de préférence à mi-course, et dont le circuit hydraulique est réglé et/ou piloté automatiquement de manière à ce que tout écart par rapport à ladite position d'extension initiale d'accouplement soit corrigé pour rétablir l'écartement voulu des deux bateaux, notamment rétablir l'extension initiale des tiges de vérins.
On peut mettre en œuvre le dispositif selon l'invention selon un mode passif ou un mode piloté, notamment piloté par un logiciel, dans lequel dans les deux cas, le circuit hydraulique des vérins fonctionne comme un ressort pour garder au mieux l'écartement entre les bateaux et limiter les efforts en fonction de la raideur des vérins dans la mesure où la position d'extension initiale des vérins est maintenue par pression différentielle sur les deux faces du piston. La réponse des vérins peut être linéaire c'est-à-dire une réponse indépendante de la position d'extension de la tige ou une réponse non linéaire c'est-à-dire une réponse dans laquelle plus les bateaux s'écartent ou se rapprochent et plus l'effort dans le vérin devient important. Plus particulièrement, pour desdits premier et deuxième navire ou support flottant de 100 à 300m, et pour maintenir un écartement entre le premier bateau et le deuxième bateau de 15 à 50m, on met en œuvre des vérins de 10 à 30m avec une course de 5 à 20m. Plus particulièrement encore, pour desdits premier et deuxième navire ou support flottant de 150 à 300m, et pour maintenir un écartement entre le premier bateau et le deuxième bateau de 25 à 40m, de préférence un écartement de 30-35m, on met en œuvre des vérins de 10 à 24m avec une course de 5 à 10m. Le nombre des vérins dépend de la force des vérins. Plus particulièrement encore, les vérins ont une force de 150 à 750 T (tonnes), de préférence de 250 à 500 T. On peut ainsi mettre en œuvre 3 ou 4 vérins de forces de 250 à 500 T, les tiges de vérins étant aptes à se déplacer sur une course de 5 à 10m notamment pour l'amarrage de 2 bateaux de 150 à 300m.
Plus particulièrement encore, ladite structure de flottaison et d'accostage comprend au moins un élément d'accrochage apte à s'accrocher sur le deuxième bateau, lorsque ledit flotteur est en partie au moins ballasté et que ledit élément d'accrochage est immergé, ledit élément d'accrochage présentant une disposition et/ou forme le rendant apte à venir se positionner dessous le fond du deuxième bateau par ballastage dudit flotteur d'accostage puis se plaquer contre et/ou en vis-à-vis du fond du deuxième bateau par déballastage partiel dudit flotteur d'accostage. Plus particulièrement encore, ledit élément d'accrochage apte à être immergé est situé sur ladite structure de flottaison et d'accostage à une hauteur de sorte que lorsque ledit flotteur est déballasté et lesdits vérins sont en position de sécurité contre le premier bateau, ledit élément d'accrochage se trouve hors d'eau. En complément et/ou en alternative à ce mode d'accrochage sur le deuxième bateau, ledit élément d'accrochage peut comprendre des moyens usuels d'amarrage par aussières et boudins de défense à appliquer contre le bordé du deuxième navire ou de préférence encore des ventouses de dépression ou ventouses magnétiques ou pneumatiques à appliquer contre le bordé et/ou le fond du deuxième bateau.
Plus particulièrement, ledit élément d'accrochage est constitué ou supporté par une partie de la structure de flottaison et d'accostage formant une fourche apte à s'étendre sous le fond de la coque du deuxième bateau de part en part et supportant des ventouses magnétiques ou pneumatiques apte à venir s'appuyer sur les bouchains de la coque du deuxième bateau.
La force verticale qui plaque cette fourche sous le bateau est obtenue par déballastage d'un dit flotteur. L'actionnement en fixation des ventouses permet de s'assurer que le deuxième bateau ne glisse pas par rapport au dispositif d'accouplement.
Plus particulièrement encore, le dispositif selon l'invention comprend une unique dite structure de flottaison et d'accostage constituée de poutres et/ou tubes assemblés en treillis formant une tour, de préférence une structure tubulaire de forme parallélépipédique, comprenant au moins un dit flotteur immergé apte à être ballasté, de préférence en forme de boudin cylindrique et/ou de caisson parallélépipédique intégré ou supporté par ladite structure.
Ce mode de réalisation facilite la mise en place du dispositif pour l'accostage contre le deuxième navire ou support flottant tant en ce qui concerne la stabilité de la structure en position verticale par ballastage du flotteur que son orientation pour réaliser ledit accostage.
Plus particulièrement encore, ladite structure de flottaison et d'accostage s'étend en hauteur depuis le dessous de la coque dudit deuxième bateau, de préférence au moins 50 m dessous le niveau de la mer voire au moins 50 m dessous la coque, jusqu'au moins au-dessus du pont dudit deuxième bateau, de préférence sur une hauteur (Hl) de 60 à 100m.
Plus particulièrement encore, ladite structure de flottaison et d'accostage s'étend dans la direction longitudinale du deuxième bateau sur une longueur d'au moins le quart de la longueur dudit deuxième bateau.
Plus particulièrement, ladite structure de flottaison et d'accostage s'étend dans la direction longitudinale du deuxième bateau sur une longueur (Ll) de 40 à 100m pour un bateau de 150 à 300m.
La présente invention a également pour objet un ensemble de deux bateaux accouplés bord à bord à distance à l'aide d'un dispositif d'accouplement selon l'invention.
Plus particulièrement encore, le dispositif selon l'invention assure l'accouplement entre un premier bateau qui est un support flottant du type comportant une installation de liquéfaction ou de regazéification de gaz et un deuxième bateau du type navire méthanier, et ladite structure de flottaison et d'accostage supporte des goulottes de support de conduites flexibles s'étendant hors d'eau entre ledit premier et deuxième bateaux disposés bord à bord.
La présente invention a également pour objet un procédé de mise en œuvre d'un dispositif d'accouplement selon l'invention, caractérisé en ce que l'on met en œuvre l'une des étapes suivantes dans lesquelles : a) lesdits vérins étant en position rétractés et ladite structure de flottaison et d'accostage avec au moins un dit flotteur déballasté étant fixée aux dits vérins au niveau desdits deuxièmes dispositifs de fixation et articulation, lesdits vérins se trouvant plaqué en partie au moins hors d'eau contre et/ou au-dessus de la coque du premier bateau, on ballaste le(s)dit(s) flotteur(s) pour immerger ladite structure de flottaison et d'accostage à la profondeur adaptée pour sa fixation au deuxième bateau et on fait pivoter et déploie concomitamment lesdits vérins pour fixer ladite structure de flottaison et d'accostage contre le deuxième bateau,
b) lesdits vérins étant déployés en position d'extension moyenne initiale d'accouplement et ladite structure de flottaison et d'accostage, étant fixée aux dits vérins au niveau desdits deuxièmes dispositifs de fixation et articulation, et fixée au dit deuxième bateau au niveau de(s) dits élément(s) d'accrochages, avec un dit flotteur ballasté, on actionne l'extension desdits vérins et/ou on pilote automatiquement lesdits vérins de manière à ce que lesdits vérins et les deux bateaux restent à leur position initiale ou retournent vers leur position initiale avec une distance entre les deux bateaux contrôlée dans le cas où ils s'en écarteraient, et
c) lesdits vérins étant déployés en position d'extension moyenne initiale d'accouplement et ladite structure de flottaison et d'accostage, étant fixée aux dits vérins et au dit deuxième bateau, avec ledit flotteur ballasté, on désolidarise ladite structure de flottaison et d'accostage par rapport au dit deuxième bateau, puis on rétracte lesdits vérins et on déballaste ledit flotteur pour faire pivoter et plaquer les vérins en partie au moins hors d'eau contre et/ou au-dessus de la coque du premier bateau. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite de manière illustrative et non limitative, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- les figures 1A et 1B représentent des vues d'un premier mode de réalisation préféré du dispositif 1 selon l'invention en position d'accouplement fixé à et entre le premier bateau du type FLNG et le deuxième bateau de type LNGC (figure 1A) et en l'absence du deuxième bateau (figure 1B),
- les figures 2A et 2B représentent des vues d'un deuxième mode de réalisation du dispositif 1 selon l'invention en position de rangement fixé contre la coque d'un premier bateau du type FLNG (Figure 2A) et en position d'accouplement entre les deux bateaux (figure 2B) ;
- les figures 3A à 3C montrent les structures de flottaison et d'accostage 3 selon des premier (figure 3A), deuxième (figure 3B) et troisième (figure 3C) modes de réalisation du dispositif d'accouplement selon l'invention ; et
- la figure 4 représente un détail d'un vérin 2, 21-24 avec ses deux dispositifs de fixation et articulation en rotation 2cl sur le premier bateau type FLNG 10 et 2c2 sur un élément tubulaire 31 de la tour de la structure de flottaison et accostage 3.
Sur les figures 1A-1B, 2A-2B, 3A-3C, la structure de flottaison et d'accostage 3 comprend une structure ouverte formant une tour constituée d'un assemblage d'une pluralité de tubes 31 verticaux disposés de manière à former au moins les 4 arêtes de ladite tour et supportant une plateforme supérieure 3c. La tour est reliée au premier bateau 10 par des vérins 21-24 décrits ci-après. Chaque tube vertical 31 est assemblé à chacun des deux autres tubes adjacents 31 les plus proches par (a) des premiers tubes ou poutres de jonctions horizontaux 32a perpendiculaires à l'axe de la tour, et (b) des deuxièmes tubes ou poutres de jonction disposés en inclinaison 32b en chevrons ou en diagonale éventuellement en s'entrecroisant entre deux dits tubes verticaux 31. La tour supporte sur sa face supérieure une plateforme 3c apte à recevoir le personnel technique d'intervention qui peut par exemple y accéder depuis le premier bateau 10 par des passerelles 40 représentée figure 3C.
La tour est équipée du système d'amarrage 3b, 3bl-3b2 formant un dit élément d'accrochage pour accrocher ladite structure de flottaison et d'accostage à la coque du deuxième bateau 11. Ledit élément d'accrochage ou système d'amarrage peut comprendre un système de platines équipées ventouses ou de fixations magnétiques 3b.
Dans le premier mode de réalisation préféré de la figure 3A, l'élément d'accrochage comprend 4 dites platines 3b équipées de ventouses ou de fixations magnétiques disposées sur la face supérieure de deux paires d'éléments tubulaires horizontaux 33b en porte à faux constituant une fourche 33 s'étendant horizontalement en avancée en dehors de la tour en direction du deuxième bateau depuis la face de la tour en vis à vis du bateau. Ces éléments tubulaires horizontaux 33b sont soutenus par des éléments tubulaires inférieurs inclinés 33a et forment une fourche 33 s'étendant dans la direction horizontale sur une longueur L3 recouvrant la largeur de la quille 11b du deuxième bateau supportant 4 platines qui peuvent être de simples supports et/ou des fixations magnétiques telles que des ventouses magnétiques 3b. Figure 3A, ces platines 3b sont inclinées de sorte qu'elles viennent s'appuyer sur les bouchains 11c de chaque côté de la coque (zone de jonction entre le bordé lia et la quille 11b), soit deux paires de platines 3b d'inclinaisons opposées symétriquement de chaque côté. La largeur L3 est ici d'environ 50 m, représentatif des méthaniers les plus importants et permet de s'adapter à des méthaniers de 30m de large. L'extrémité longitudinale déportée de ladite fourche est supportée par des flotteurs 3a en forme de boudins cylindriques verticaux 3al aptes à être ballastés/déballastés. D'autres parties tubulaires inférieures 3a2 de la tour forment des flotteurs en forme de boudins cylindriques aptes à être ballastés/déballastés.
La structure de flottaison et d'accostage 3 représentée figure 3A est une structure ouverte constituée d'éléments tubulaires assemblés en treillis formant une tour de forme parallélépipédique de hauteur 1-11 = 89.5m, de longueur Ll = 60m dans la direction longitudinale des deux bateaux, de largeur L2 = 20m dans la direction perpendiculaire à ladite direction longitudinale pour l'amarrage de 2 bateaux de 150 à 300m. Dans le deuxième mode préféré de réalisation de la figure 3B, ledit élément d'accrochage comprend une paire d'éléments tubulaires horizontaux en porte à faux 33b formant une fourche 33 s'étendant horizontalement en avancée sur une longueur réduite L3=15m. En partie inférieure de la tour de la figure 3B, à environ H2 = 20m de son extrémité inférieure, la tour supporte ou intègre des flotteurs 3a en forme de boudins cylindriques 3a3 et 3a4 de 2 à 3 m de diamètre et respectivement L2 = 20 m de long pour 3a4 et respectivement Ll = 60 m de long pour 3a3, disposés horizontalement formant une ceinture rectangulaire reliant les tubes verticaux 31 aux arêtes du parallélépipède de même hauteur Hl de 89.5m.
Sur la figure 3C, selon un troisième mode de réalisation, la structure de flottaison 3 comprend une tour supportant des flotteurs 3a comprenant 4 caissons de flottabilité parallélépipédiques 3a'l-3a'4 dont deux 3a'3 et 3a'4 en partie inférieure de la tour et deux 3a'l et3a'2 en sous face de l'extrémité avancée de la fourche 33. La fourche 33 supporte 3 platines 3b disposées en triangle dont 1 platine du côté de la tour et 2 platines d'inclinaison opposée du côté de l'extrémité des deux branches de la fourche. La répartition de poussée entre les membrures cylindriques 31, 32a-32b, 33a-33b de la tour et ces 4 caissons 3a'l-3a'4 est de 2600 tonnes force pour les membrures cylindriques versus 1700 tonnes force pour les 4 caissons 3a'l-3a'4. Sur la figure 3C, les dimensions de la structure de flottaison 3 et fourche 33 sont de Ll= 40 m, L2= 20m et L3= 55m.
Sur les figures 2A-2B et 3B, les platines supports ou ventouses magnétiques 3b comprennent trois platines verticales 3b2 en face externe de la tour et deux platines horizontales 3bl sur la face supérieure de l'extrémité de la fourche 33 qui viennent se plaquer contre le flanc lia et respectivement le fond 11b du deuxième bateau 11. Plus précisément, dans ce mode de réalisation, sur une face disposée en vis à vis du deuxième bateau, la tour supporte :
- 3 platines ou ventouses magnétiques ou pneumatiques en partie supérieure de la tour disposées en triangle formant des platines supérieures verticales 3b2 aptes à venir en appui et se fixer sur le flanc du deuxième bateau en partie supérieure de la tour, et - 2 platines ou ventouses magnétiques ou pneumatiques formant des platines inférieures horizontales 3bl supportées par ladite fourche aptes à venir en appui et se fixer contre et sous la coque du deuxième bateau. Dans les trois modes de réalisation, les éléments tubulaires 33b en porte à faux sont eux-mêmes supportés par des éléments tubulaires de jonction 33a qui assurent leur liaison avec la tour, et ladite fourche 33 peut venir en appui et se fixer contre et sous la coque llb-llc du deuxième bateau 11. Le dispositif d'accouplement 1 représenté sur les figures 1A-1B,
2A-2B et 3B comprend trois vérins 21, 22 et 23, 2 vérins 21-22 sur la figure 3A et 4 vérins 21-24 sur la figure 3C. Les vérins 21-24 sont à simple chambre ou télescopique - et à double effet. Les différents vérins sont espacés successivement l'un de l'autre dans la direction longitudinale du premier bateau 10 et de la tour 3. Les différents vérins sont fixés à une extrémité en partie haute émergée de la tour de la structure de flottaison 3 et sont fixés ou destinés à être fixés à l'autre extrémité en partie haute émergée de la coque 10a du premier bateau 10 de manière à pouvoir s'étendre au-dessus de la surface de l'eau 12 en position déployée.
Plus précisément, pour chaque vérin des flasques arrières du corps de vérin 2a sont fixées par un dispositif d'articulation 2cl à la coque 10a du premier bateau 10 et dont les extrémités des tiges de vérin 2b sont fixées par un dispositif d'articulation 2c2 en partie supérieure d'une structure de flottaison et d'accostage 3 assurant la flottaison du dispositif et permettant un réglage de la position verticale de l'ensemble.
Les dispositifs de fixation et articulation 2cl et 2c2 représentés figure 4 autorisent deux degrés de liberté en rotation par rapport à deux axes de rotation perpendiculaire comprenant un système autorisant une première rotation dudit vérin par rapport à un premier axe de rotation horizontal perpendiculaire à l'axe longitudinal du vérin, Χ1Χ pour 2cl et X2X2' pour 2c2 et une deuxième rotation dudit vérin par rapport à un deuxième axe de rotation Υ1Υ pour 2cl et Y2Y2' pour 2c2 perpendiculaire à l'axe longitudinal du vérin situé dans un plan vertical passant par l'axe longitudinal du vérin.
Les dispositifs de fixation et articulation 2cl et 2c2 comprennent chacun une pièce intermédiaire de liaison indépendante 2el, 2e2 comprenant chacune :
- une première partie comprenant deux branches formant un premier étrier 2e'l,2e'2 coopérant avec une première platine de fixation
2dl solidaire de l'extrémité du corps de vérin 2a pour 2cl et une deuxième platine de fixation 2d2 solidaire de l'extrémité de la tige de vérin 2b pour 2c2, et
- une deuxième partie formant une troisième platine de fixation 2e"l, 2e"2 coopérant avec deux branches formant un deuxième étrier
2fl solidaire du bateau 10 pour 2cl et respectivement un troisième étrier 2f2 solidaire d'un tube 31 de la structure 3 pour 2c2.
Pour chaque dispositif de fixation et articulation 2cl, 2c2, le premier axe de rotation Χ1Χ et X2X2' traverse des orifices des deux branches du premier étrier 2e'l,2e'2 et un orifice de ladite première ou respectivement deuxième platine de fixation 2dl ou 2d2 disposée entre les deux branches du premier étrier de sorte que ladite première ou deuxième platine de fixation 2d 1, 2d2 est apte à pivoter selon le premier axe horizontal Χ1Χ et X2X2' par rapport à ladite pièce intermédiaire de liaison indépendante 2el, 2e2, et
- ledit deuxième axe Υ1Υ , Y2Y2' traverse des orifices des deux branches du deuxième étrier 2fl et respectivement troisième étrier 2f2 et traverse un orifice de ladite troisième platine de fixation 2e"l, 2e"2 disposée entre les deux branches des deuxième et troisième étriers de sorte que ladite troisième platine de fixation est apte à pivoter selon le deuxième axe Υ1Υ , Y2Y2' par rapport à ladite pièce intermédiaire de liaison indépendante 2el, 2e2.
De préférence, la tige de vérin 2a est en outre apte à tourner en rotation sur elle-même dans le corps de vérin 2b, le vérin formant ainsi un émerillon (« swivel ») monté aux deux dispositifs 2cl et 2c2 autorisant une troisième rotation par rapport à la direction longitudinale du vérin.
Alternativement, on met en œuvre un dispositif de fixation et articulation en rotation du type rotule. Les rotules utilisées pour lesdits premier et deuxième dispositifs de fixation et articulation en rotation sont typiquement des éléments mécaniques avec une boule encastrée dans un logement sphérique permettant ainsi aux vérins de ne travailler qu'axialement en coulissement.
Le dispositif d'accouplement 1 est greffé typiquement au premier bateau 10 du type FLNG avec les vérins en position rétractée dont une extrémité 2cl est fixée au flanc ou bordé 10a du premier bateau.
Lorsque le dispositif d'accouplement 1 n'est pas utilisé, notamment en cas de tempête, il est mis en position de sécurité ou de rangement : vérins 2, 21-24 rétractés et positionnés rabattus vers le haut au-dessus de leurs extrémités 2cl contre la coque du premier bateau avec la structure de flottaison et d'accostage 3 en position haute par déballastage au moins partiel du ou desdits flotteurs 3a pour suivre et autoriser le pivotement des vérins jusqu'à ce que les vérins rétractés au maximum soient mis en position sensiblement verticale avec ladite structure de flottaison et d'accostage 3 fixée aux dits vérins au niveau desdits deuxièmes dispositifs de fixation et articulation 2c2, l'ensemble des vérins et de la structure de flottaison 3 se trouvant plaqué en partie au moins hors d'eau contre la coque du premier bateau, comme représenté figures 1A-1B et 2B. L'accrochage de structure de flottaison et d'accostage 3 sur le deuxième bateau typiquement un LNGC (LNG carrier) comprend les étapes successives suivantes :
- l'ensemble des vérins 2, 21-24 et de la structure de flottaison 3 se trouvant plaqués en partie au moins hors d'eau contre la coque du premier bateau, comme représenté figures 1A-1B et 2B, on ballaste le(s) dit(s) flotteur(s) pour immerger ladite structure de flottaison et d'accostage 3 à la profondeur adaptée et on fait pivoter et déploie concomitamment lesdits vérins par actionnement hydraulique jusqu'à une position inclinée au-dessus de la surface de l'eau 12 de préférence à une inclinaison de moins de 15° par rapport à l'horizontale,
- puis on déplace l'ensemble du premier bateau et dudit dispositif d'accouplement qui lui est fixé vers le deuxième bateau, ou de préférence le premier bateau étant généralement sur ancres, c'est le deuxième bateau qui est déplacé par remorqueur à proximité du premier bateau et dudit dispositif d'accouplement qui lui est fixé, puis
- une fois en vis-à-vis du deuxième bateau, on ballaste les flotteurs 3al-3a4, 3a'l-3a'4 pour descendre les platines 3b en vis-à-vis de la coque, notamment les platines inférieures 3b, 3bl de la face supérieure de la fourche 33 sous la coque 11b, 11c du deuxième navire 11, puis
- on re-déballaste les flotteurs 3al-3a4, 3a'l-3a'4 de manière à ce que les platines inférieures 3b, 3bl remontent pour venir se plaquer contre et/ou en vis à vis du fond de la coque lia du deuxième bateau 11, et
- on actionne en fixation contre la coque du deuxième bateau lesdites platines notamment via des ventouses magnétiques de fixation les équipant (3b, 3bl-3b2). Sur les figures 3A et 3B, le dispositif d'accouplement 1 comprend
3 vérins 21-23 dont un vérin central 22 et deux vérins 21 et 23 aptes à être disposés symétriquement par rapport au vérin central. Ainsi lorsque les vérins sont déployés et fixés à la structure de flottaison 3, le vérin central 22 est disposé dans un plan vertical perpendiculaire au plan vertical tangent au bordé 10 du premier bateau 10 tandis que les vérins 21 et 23 sont disposés symétriquement dans des plans verticaux inclinés selon un angle inférieur à 30° par rapport à un plan vertical perpendiculaire au plan vertical tangent au bordé du premier bateau 10.
Sur la figure 3C, les 4 vérins 21-24 sont disposés en deux paires de vérins 21-22 et 23-24 formant chacune un V lorsqu'ils sont déployés et fixés sur la structure de flottaison 3. La distance entre le point 2c2 du vérin 24 et le point correspondant du vérin 21 sur le dispositif d'accouplement est d'environ 80m. La distance entre le point 2cl du vérin 24 et le point correspondant du vérin 21 sur le bordé du premier bateau est de L0=140 m. Les espacements L4 = 60m des deux vérins pour chaque paire 24-23 et 22-21 sont plus importants au niveau de leurs fixations 2cl sur la coque du premier bateau que les espacements au niveau de leurs fixations 2c2 sur la structure de flottaison 3 lesquelles sont à proximité l'une de l'autre. Les différents vérins 21-24 sont disposés dans un plan vertical avec une inclinaison inférieure à 30 degrés par rapport à un plan vertical perpendiculaire au plan vertical tangent au bordé du premier bateau.
Dans tous les modes de réalisation les vérins sont disposés en outre avec une inclinaison par rapport à un plan horizontal inférieure à 15 degrés.
Ladite structure de flottaison et d'accostage 3 peut avantageusement supporter en partie supérieure des goulottes de support de conduites flexibles s'étendant hors d'eau entre ledit premier et deuxième bateau disposés bord à bord.
On peut mettre en œuvre 4 vérins 21-24 de 250T, les tiges de vérins étant aptes à se déplacer sur une course de 5 à 10m notamment pour l'amarrage de 2 bateaux de 150 à 300m.
Plus particulièrement, une course de vérin de 5m avec des longueurs de vérins de 10m à 15m permet un écartement entre bateaux de 30 - 34m ou encore une course de 10m conduit à des longueurs de vérins de 22m à 24m pour un écartement entre bateaux de 40-44m. Une fois le dispositif d'accouplement 1 accroché au deuxième bateau 11, il est capable de maintenir passivement ou par un pilotage hydraulique adéquat les deux bateaux à une distance moyenne constante malgré les environnements météo.
Lesdits vérins étant déployés en position d'extension moyenne initiale d'accouplement et ladite structure de flottaison et d'accostage, fixée aux dits vérins et au dit deuxième bateau, avec un dit flotteur ballasté, comme représenté sur la figure 2A, on actionne l'extension desdits vérins et/ou on pilote automatiquement lesdits vérins de manière à ce que lesdits vérins et les deux bateaux restent à leur position initiale ou retournent vers leur position initiale avec une distance entre les deux bateaux contrôlée dans le cas où ils s'en écarteraient.
Grâce à la grande course des vérins, les deux bateaux interagissent peu entre eux dynamiquement. Les efforts repris par le dispositif sont des efforts moyennés et non des efforts d'impact. Grâce à cette particularité il est possible de maintenir les deux bateaux ensemble même lorsque la houle devient forte (houles de l'ordre de 4m supportables typiquement).
Pour optimiser la position des navires et les efforts dans le dispositif, les vérins peuvent être pilotés suivant trois modes :
- Mode passif linéaire : les vérins se comportent comme des ressorts à réponses linéaires quel que soit la position de la tige dans la chemise ;
- Mode passif non linéaire : les vérins se comportent comme des ressorts avec une raideur qui dépend de la position de la tige dans la chemise du vérin ; et
- Mode actif non linéaire : la raideur des vérins est adaptée instantanément et pilotée par un logiciel analysant la position relative des deux bateaux. Lesdits vérins 21, 22, 23 étant déployés en position d'extension moyenne initiale d'accouplement et ladite structure de flottaison et d'accostage 3 fixée au dits vérins et au dit deuxième bateau, avec ledit flotteur ballasté, on désolidarise ladite structure de flottaison et d'accostage 3 par rapport au dit deuxième navire, puis on rétracte lesdits vérins et on déballaste ledit flotteur 3a jusqu'à venir plaquer l'ensemble en partie au moins hors d'eau contre la coque du premier bateau comme décrit ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'accouplement à distance (1) de deux bateaux, notamment un premier bateau consistant en un premier navire ou support flottant (10) et un deuxième bateau consistant en un deuxième navire (11) comprenant :
- au moins une structure de flottaison et d'accostage (3) comprenant au moins un flotteur d'accostage (3a, 3al-3a4, 3a', 3a'l- 3a'4) apte à être ballasté et déballasté pour permettre l'immersion contrôlée de ladite structure de flottaison et d'accostage, et au moins un élément d'accrochage (3b) fixé ou apte à être fixé de manière amovible à la coque (lia, 11b) d'un deuxième bateau (11), et
- au moins deux vérins (2, 21-24), de préférence au moins trois vérins, espacés successivement l'un de l'autre dans la direction longitudinale du premier bateau (10), une extrémité du corps de vérin (2a) de chaque dit vérin étant fixé audit premier bateau, de préférence au bordé (10a) de la coque dudit premier bateau (10), à l'aide d'un premier dispositif de fixation et articulation en rotation (2cl), et l'extrémité de la tige (2b) de chaque vérin étant fixée ou apte à être fixée, de préférence de façon amovible, à une dite structure de flottaison et d'accostage (3) à l'aide d'un deuxième dispositif de fixation et articulation en rotation (2c2).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble desdits vérins en position rétractée et fixés à ladite structure de flottaison et d'accostage au niveau desdits deuxièmes dispositifs de fixation et articulation (2c2), sont aptes à être positionnés verticalement ou en position proche de la verticale, contre la coque (10a) du premier bateau (10), hors d'eau lorsque ladite structure de flottaison et d'accostage (3) n'est pas fixée à un dit deuxième bateau et que ledit flotteur d'accostage est déballasté.
3. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième dispositifs de fixation et articulation en rotation (2cl, 2c2) aux extrémités de chaque vérin (2, 21-24) autorisent chacun au moins une première rotation dudit vérin par rapport à un premier axe (Χ1Χ , X2X2') horizontal perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit vérin, et une deuxième rotation dudit vérin par rapport à un deuxième axe (Υ1Υ , Y2Y2') perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit vérin et situé dans un plan vertical comprenant l'axe longitudinal dudit vérin et de préférence lesdits premier et deuxième dispositifs de fixation et articulation en rotation (2cl, 2c2) aux extrémités de chaque vérin (2, 21-24) autorisent en outre une troisième rotation par rapport à la direction longitudinale du vérin.
4. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lorsque la tige (2b) de chaque dit vérin (2, 21-24) est fixée à une dite structure de flottaison et d'accostage (3), ledit vérin est disposé au-dessus de la surface de la mer (12) horizontalement ou avec une inclinaison de la tige de vérin par rapport à un plan horizontal inférieure à 15 degrés en restant hors d'eau, de préférence les corps desdits vérins étant fixés à une même hauteur sur le bordé (10a) de la coque dudit premier bateau.
5. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lorsque lesdits vérins (2, 21-24) sont fixés à ladite structure de flottaison et d'accostage (3), ils sont disposés parallèlement entre eux et/ou avec une inclinaison inférieure à 30 degrés par rapport à un plan vertical perpendiculaire au plan vertical tangent au bordé du premier bateau.
6. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits vérins sont des vérins hydrauliques à double effet dont les tiges (2b) sont réglées à une position d'extension initiale d'accouplement, de préférence à mi-course, et dont le circuit hydraulique est réglé et/ou piloté automatiquement de manière à ce que tout écart par rapport à ladite position d'extension initiale d'accouplement soit corrigé pour rétablir l'écartement voulu des deux bateaux, notamment rétablir l'extension initiale des tiges de vérins.
7. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite structure de flottaison et d'accostage comprend au moins un élément d'accrochage (3bl) apte à s'accrocher sur le deuxième bateau, lorsque ledit flotteur est en partie au moins ballasté et que ledit élément d'accrochage est immergé, ledit élément d'accrochage présentant une disposition et/ou forme le rendant apte à venir se positionner dessous le fond (11b) du deuxième bateau par ballastage dudit flotteur d'accostage puis se plaquer contre et/ou en vis-à-vis du fond (11b) du deuxième bateau par déballastage partiel dudit flotteur d'accostage.
8. Dispositif d'accouplement selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit élément d'accrochage apte à être immergé est situé sur ladite structure de flottaison et d'accostage à une hauteur de sorte que lorsque ledit flotteur est déballasté et lesdits vérins sont en position de sécurité contre le premier bateau, ledit élément d'accrochage se trouve hors d'eau.
9. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit élément d'accrochage de la structure de flottaison et d'accostage sur ledit deuxième bateau comporte des ventouses magnétiques ou pneumatiques (3b, 3bl, 3b2) aptes à s'appliquer contre le bordé et/ou le fond du deuxième bateau.
10. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit élément d'accrochage (3b) est constitué ou supporté par une partie de la structure de flottaison et d'accostage (3) formant une fourche (33) apte à s'étendre sous le fond (11b) de la coque du deuxième bateau de part en part et supportant des ventouses magnétiques ou pneumatiques apte à venir s'appuyer sur les bouchains (11c) de la coque du deuxième bateau.
11. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à
10, caractérisé en ce qu'il comprend une unique dite structure de flottaison et d'accostage (3) constituée de poutres et/ou tubes (31, 32a- 32b, 33a-33b) assemblés en treillis formant une tour, de préférence une structure tubulaire de forme parallélépipédique, comprenant au moins un dit flotteur (3a) immergé apte à être ballasté, de préférence en forme de boudin cylindrique et/ou de caisson parallélépipédique (3al- 3a4, 3a'l-3a'4) intégré à ou supporté par ladite structure de flottaison et accostage.
12. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à
11, caractérisé en ce que ladite structure de flottaison et d'accostage s'étend :
(a) en hauteur depuis le dessous de la coque dudit deuxième bateau jusqu'au moins au-dessus du pont dudit deuxième bateau, de préférence sur une hauteur de 60 à 100m ; et
(b) dans la direction longitudinale du deuxième bateau sur une longueur (Ll) d'au moins le quart de la longueur dudit deuxième bateau.
13. Ensemble de deux bateaux accouplés à distance à l'aide d'un dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à 12.
14. Ensemble de deux bateaux selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit dispositif d'accouplement (1) assure l'accouplement entre un premier bateau (10) qui est support flottant du type comportant une installation de liquéfaction ou de regazéification de gaz et un deuxième bateau (11) du type navire méthanier.
15. Procédé de mise en œuvre d'un dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'on met en œuvre l'une des étapes suivantes dans lesquelles :
a) lesdits vérins (2,21-24) étant en position rétractés et ladite structure de flottaison et d'accostage (3) avec au moins un dit flotteur (3a) déballasté étant fixée aux dits vérins au niveau desdits deuxièmes dispositifs de fixation et articulation (2c2), lesdits vérins se trouvant plaqués en partie au moins hors d'eau contre et/ou au-dessus de la coque du premier bateau, on ballaste le(s)dit(s) flotteur(s) pour immerger ladite structure de flottaison et d'accostage à la profondeur adaptée pour sa fixation au deuxième bateau et on fait pivoter et déploie concomitamment lesdits vérins pour fixer ladite structure de flottaison et d'accostage contre le deuxième bateau,
b) lesdits vérins étant déployés en position d'extension moyenne initiale d'accouplement et ladite structure de flottaison et d'accostage, étant fixée aux dits vérins au niveau desdits deuxièmes dispositifs de fixation et articulation (2c2), et fixée au dit deuxième bateau au niveau de(s)dits élément(s) d'accrochages (3b), avec un dit flotteur ballasté, on actionne l'extension desdits vérins et/ou on pilote automatiquement lesdits vérins de manière à ce que lesdits vérins et les deux bateaux restent à leur position initiale ou retournent vers leur position initiale avec une distance entre les deux bateaux contrôlée dans le cas où ils s'en écarteraient, et
c) lesdits vérins étant déployés en position d'extension moyenne initiale d'accouplement et ladite structure de flottaison et d'accostage étant fixée aux dits vérins et au dit deuxième bateau, avec ledit flotteur ballasté, on désolidarise ladite structure de flottaison et d'accostage par rapport au dit deuxième bateau, puis on rétracte lesdits vérins et on déballaste ledit flotteur pour faire pivoter et plaquer les vérins en partie au moins hors d'eau contre et/ou au-dessus de la coque du premier bateau.
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