WO2021001627A1 - Dispositif de raccordement d'une conduite sous-marine à une structure fixe et procédé de raccordement associé - Google Patents

Dispositif de raccordement d'une conduite sous-marine à une structure fixe et procédé de raccordement associé Download PDF

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WO2021001627A1
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WO
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pipe
fixed structure
connection
submarine
underwater
Prior art date
Application number
PCT/FR2020/051146
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English (en)
Inventor
Charles COINDREAU
Renaud DASSONVILLE
Raphaël DAUPHIN
Frédéric GREMILLET
Baptiste MERLET
Henri-Jacques Wattez
Original Assignee
Perenco
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Publication date
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Priority to TNP/2021/000265A priority patent/TN2021000265A1/en
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Priority to GB2118080.7A priority patent/GB2598866B/en
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Classifications

    • 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
    • F16L1/14—Laying or reclaiming pipes on or under water between the surface and the bottom
    • F16L1/15—Laying or reclaiming pipes on or under water between the surface and the bottom vertically

Definitions

  • the present invention relates to the connection to a fixed structure of a pipe, in particular for the connection of offshore installations for the production or export of gas. effluents, such as oil or gas, between them, with installations for the treatment of these effluents or terminals for the export or import of treated effluents.
  • effluents such as oil or gas
  • the invention relates more specifically to the connection of an underwater pipe of the rigid type to a fixed structure, which may be a gravity or piled platform, in order to transport effluents to or from this fixed structure over a distance which may go from a few meters to a few kilometers or even a few tens of kilometers.
  • the invention applies to installations for the production of hydrocarbons at sea, but more generally it also applies to the transport of any effluent (semi-liquid, liquid or gaseous) produced or injected by installations at sea.
  • any effluent (semi-liquid, liquid or gaseous) produced or injected by installations at sea.
  • the submarine pipe rests on the seabed at a depth ranging from a few tens of meters to about two hundred meters, and it connects to the fixed structure at or near the surface by one end of a riser connected to the submarine pipe by a bent part.
  • the invention applies more particularly to this bent part connecting the riser to the part of the pipe resting on the seabed.
  • the submarine pipe has two ends which can each be connected to a fixed structure. A similar configuration is found for the connection of these two ends of the submarine pipe.
  • the laying of the subsea pipe is initiated at a first end of the pipe and the laying of the pipe ends at a second end also called the end abandonment because it is the end that is "abandoned" at sea once the installation is complete.
  • connection pipe section called the connection sleeve
  • This connection sleeve can be either flexible (in the form of a flexible pipe portion) or rigid (in the form of steel tubes welded or clamped together).
  • connection sleeve As an alternative to the connection sleeve described above, a long section of flexible (flexible) pipe can be connected on the one hand to the end of the rigid underwater pipe resting on the seabed and on the other hand directly to the fixed structure on the surface or in shallow water.
  • a rigid riser method "launched” from the means of laying the submarine pipe is sometimes employed.
  • the laying means is in practice a barge equipped for laying an underwater pipe and having in particular a lifting crane.
  • This method consists in fabricating the riser at the same time as the pipe on the laying means, including the bent or bent part between the underwater pipe and the riser, and in transferring it to the platform using the crane of lifting of the laying means.
  • This method is limited by the available hook height of the crane and by the minimum distance between the laying means and the platform when transferring the riser to the latter. For this reason, this connection technique is in practice reserved for very shallow depths, that is to say less than 50 m.
  • connection solutions involve either welding or underwater mechanical connections requiring very expensive interventions by saturated divers or underwater robots, or very expensive equipment, such as flexible pipe sections, automatic connectors. or flexible joints.
  • the present invention aims to provide a new type of direct connection between an underwater pipe and a fixed structure requiring no connection by divers or robots, no flexible pipe section, no ball joint system at the end of the column, no guide. bending during installation, and applicable for water depths ranging from a few tens of meters to typically two hundred meters.
  • the invention aims, according to a first aspect, a device for connection to a fixed structure of an underwater pipe comprising, once connected, a main part capable of being deposited on the seabed and at least one riser. connected together by a bent part.
  • the connection device comprises connection elements located on the fixed structure, able to fix the riser thereon and comprising at least one upper connection element and one lower connection element, laying means able to deploy the submarine pipe to connect it to the fixed structure, and tension means connected to the fixed structure and able to exert a controlled mechanical tension at at least two distinct points of connection of the submarine pipe during the deployment of the subsea pipe to form the bent portion before connecting the subsea pipe to the fixed structure.
  • connection device in the connection device according to the invention, a first connection point is located at one end of the submarine pipe adapted to be connected to the fixed structure and a second connection point is located at a distance from the end. of the submarine pipe greater than the distance separating this end of the submarine pipe and the lower connection element fixed to the fixed structure.
  • the tension means comprise at least a first cable and a second cable mechanically connected on the one hand to the fixed structure and on the other hand respectively to the first and to the second connection point on underwater driving.
  • connection device results in an assembly of simple means which are operated and implemented from the surface without requiring the intervention of divers or specialized robots.
  • the tension means comprise a third cable connected to a third connection point on the submarine pipe located at a distance sufficiently far from the end of the submarine pipe to once it has been deposited on the seabed, the third connection point is at the level of the seabed.
  • the tension means further comprise at least one pulley capable of orienting the direction of the traction exerted by at least one of the cables on the corresponding connection point on the submarine pipe.
  • deflection pulleys makes it possible to control from the surface the tension applied to the various connection points on the underwater pipe.
  • the present invention relates to a method of connection to a fixed structure of an underwater pipe using laying means, the underwater pipe having a main part suitable for being placed on the seabed and at least one riser connected together by a bent part, said method comprising the following steps: deployment of the sub-pipe marine on the laying means to be placed on the seabed; connection to the submarine pipe of tension means connected to the fixed structure to which the submarine pipe is to be connected; deposit on the seabed of the underwater pipe; controlled traction on the submarine pipe by the tension means in order to gradually form the bent part of the submarine pipe; and connecting the riser of the subsea pipe to the fixed structure by connecting elements comprising at least one upper connection element and one lower connection element.
  • connection method defined above makes it possible to achieve the transition between the main part of the submarine pipe resting on the seabed and the riser by using exclusively the pipe itself and by intervening from the surface without interrupting operations. laying of the underwater pipe. It also makes it possible to implement conventional installation means that do not require the mobilization of special means such as divers or underwater work robots.
  • a first tension means is connected to one end of the submarine pipe to be connected to the fixed structure;
  • a second tension means is connected to a second connection point of the submarine pipe located at a distance from the end of the submarine pipe greater than the distance between said end of the lower connection member;
  • a first pull is exerted by the first tension means to bring the end of the subsea pipe to the fixed structure at surface level or at a shallow depth;
  • a second traction is exerted by the second tension means in order to press the submarine pipe against said fixed structure in order to bend it and thus form the bent part thereof.
  • a third tension means is connected to a third connection point on the submarine pipe located at a distance sufficiently far from the end of the submarine pipe so that once it is connected to the fixed structure, the third connection point is at the level of the seabed.
  • This connection method makes it possible to implement simple means usually available on subsea pipe laying sites and which are operated and installed from the surface without requiring the intervention of divers or specialized robots.
  • the riser is connected to the fixed structure by connecting elements after forming the bent part.
  • the invention relates to an underwater pipe comprising, once connected to at least one fixed structure, a main part resting on the seabed and at least one riser connected together by a bent part.
  • This bent part is an integral part of the submarine pipe and is produced according to the connection method as defined above.
  • Figure 1 shows a schematic view of an underwater pipe connected by its two ends to fixed structures
  • FIG. 2 illustrates a schematic view of a first phase of the connection of the initiation end of a submarine pipe;
  • FIG. 3 illustrates in schematic view a second phase of the connection of the initiation end of an underwater pipe;
  • Figure 4 shows a schematic view of a third phase of the connection of the initiation end of an underwater pipe
  • Figure 5 shows a schematic view of a first phase of the connection of the abandonment end of a submarine pipe
  • Figure 6 illustrates in schematic view a second phase of the connection of the abandonment end of a submarine pipe.
  • FIG. 1 shows a rigid underwater pipe 1 having two types of connection.
  • a first connection of a first end 2 of the underwater rigid pipe 1 to a first fixed structure 3 on the side of the initiation of the pipe corresponds to the direction in which the pipe is laid. It was through the first end 2 that the laying of the submarine pipe 1 was initiated.
  • the ordinal numeral adjectives such as first, second or third are to be taken in relation to the direction of laying of the underwater pipe 1.
  • the submarine pipe 1 once connected to the first and to the second fixed structure 3 and 5 has a main pipe part 6 deposited on the seabed 7, a first riser 8 connected to the first fixed structure 3 and a second riser 9 connected to the second fixed structure 5.
  • the first and second risers 8 and 9 are respectively connected to the main pipe part 6 by a first bent part 10 and a second bent part 11.
  • the submarine pipe 1 is connected to a fixed structure 3 or 5 without inserting an intermediate connection piece, such as a sleeve, or inserting a curved, bent or flexible section in the underwater line of conduct connecting the two fixed structures 3 and 5, unlike the conventional techniques described above.
  • an intermediate connection piece such as a sleeve, or inserting a curved, bent or flexible section in the underwater line of conduct connecting the two fixed structures 3 and 5, unlike the conventional techniques described above.
  • connection method described below makes it possible to form the curved transition between the main part 6 of the rigid underwater pipe 1 placed on the seabed 7 and a face or edge 13 or 14 of the fixed structure 3 or 5 on which the riser 8 or 9 of the submarine pipe 1 is connected.
  • offshore fixed structures are generally supported by an assembly of legs placed or anchored on the seabed generally forming a regular polyhedron with three or four faces rising from the seabed to the surface.
  • the riser 8 or 9 can therefore be connected as required on one of the faces or one of the edges 13 or 14 of the polyhedron formed by the leg of the fixed structure 3 or 5.
  • the first and second risers 8 and 9 resulting from the formation of the first and second bent parts 10 and 11 are rigidly fixed to the fixed structures 3 and 5 by connecting elements 12 to a water depth such as the free part located below (in the form of a chain) can withstand the residual forces due to the external environment (in particular swell and current) and the forces due to the circulation of effluents inside the submarine pipe 1.
  • the elements of connection 12 can be clamps which lock around the riser. They include an upper connecting element (closest to the surface) and a lower connecting element 20 (closest seabed). Depending on the length of the riser 8 or 9 to be connected to the fixed structure 3 or 5, one or more intermediate connecting elements 12 may be necessary.
  • connection method makes it possible for the first end 2 with respect to the direction of laying to bring this first end 2 of the submarine pipe 1 to the surface, and for the second end 4 to bring it sufficiently close to the surface so that a connection can be made at less than 50 m of water depth, without resorting to so-called "saturation" diving techniques.
  • This shallow connection can be made, for example, by a pipe extension 28 which is itself rigidly fixed to the same face or stops 14 of the second fixed structure 5.
  • Figures 2, 3 and 4 illustrate different phases of the method of connecting the submarine pipe 1 to the first fixed structure 3 corresponding to the first end 2 by which is initiated the laying of the submarine pipe 1 by means of pose 15 which can be floating.
  • a first, a second and a third cable 16, 17 and 18 are respectively connected to three winches (not shown) mechanically secured to the fixed structure 3.
  • winches not shown
  • any other means allowing '' apply a voltage of intensity similar to that of a winch, and to approach to the required distance the submarine pipe 1 of the fixed structure 3 or to adjust the length of these cables to the required length can be put implemented according to the invention.
  • the first, second and third cables 16, 17 and 18 are deployed from the first fixed structure 3, passing if necessary but not necessarily through return pulleys 19, and transferred to the laying means 15 to be connected to the appropriate part of the underwater pipe 1 before it leaves the laying means 15.
  • the first cable 16 is connected to the first end 2 of the underwater pipe 1. Then, the laying means 15 move away from the first fixed structure 3 in the direction of laying of the pipe. underwater 1.
  • the second cable 17 is connected at a distance D1 from the first end 2 of the underwater pipe 1.
  • the distance D1 is defined so as to be slightly greater at the distance separating the first end 2 of the pipe from the lower connecting element 20 on the first face or the stop 13 of the first fixed structure 3 once the underwater pipe 1 is installed.
  • the third cable 18 is connected to the submarine pipe 1 from the laying means 15 at a sufficient distance from the first end 2 so that once the pipe is installed, the connection point of the third cable 18 is level. seabed 7.
  • the pipe is assembled from the laying means 15 until the latter are at a sufficient distance from the first structure fixed 3 so that the underwater pipe 1 touches the seabed 7 at the level of the belly of the catenary thus formed.
  • the pipe can be unwound during the progression of the laying means 15.
  • the winches integral with the first fixed structure 3 pull on the cables 16, 17 and 18 in order to control the length of cable between the first fixed structure 3 and the cable connection points on the pipe.
  • the first, second and third cables 16, 17 and 18 are connected from the laying means 15 to the submarine pipe 1 respectively by a first mooring point at the head of the pipe, a first submarine clamp 21 and a second underwater clamp 22.
  • the strokes of the first, second and third cables 16, 17 and 18 are adjusted so as to maintain a constant tension in the submarine pipe 1 at the level of the means laying 15, and so as to control the formation of the curvature of the underwater pipe 1 between the lower connecting element 20 on the first face or stops 13 of the first fixed structure 3 and the seabed 7 which will form the first bent part 10 connecting the main part 6 of the submarine pipe 1 to the first riser 8.
  • the relative position of the laying means 15 p ar relative to the first fixed structure 3 and the length of submarine pipe 1 deployed from the laying means 15 are also adjusted.
  • the first riser 8 is fixed to the fixed structure 3 by the connecting elements 12. These can be closed automatically or by the intervention of various means such as plungers or remotely controlled "ROV" robots operating at shallow depths and the cost of which is significantly lower than that generated by deeper operations (below 50 meters).
  • the connection elements Once the connection elements are closed, the first and second cables 16 and 17 can be disconnected from the submarine pipe 1.
  • the third cable 18 remains connected until a sufficient length of submarine pipe has been laid. on the seabed 7 making it possible to take up by friction the laying tension applied by the laying means 15 to the underwater pipe 1 during the rest of its deployment by assembly or unwinding. Subsequently, it can be disconnected from the underwater line 1 either from the surface or using an ROV at seabed level 7.
  • the submarine pipe 1 thus curved has entered the plastic sector.
  • a control of the tensions and the strokes of the first, second and third cables 16, 17 and 18 and the position of the laying means 15 during the bending operation makes it possible not to bend the pipe by forming a plastic ball joint on one of the second or third submarine clamps 21 and 22 or at the level of the seabed 7.
  • the profiles of the tensions and runs of the cables 16, 17 and 18 are defined by prior analyzes using dedicated software.
  • a control system controls the position of the laying means 15 and the voltages applied to the first, second and third cables 16, 17 and 18.
  • Figures 5 and 6 illustrate different phases of the method of connecting the second end 4 of the submarine pipe 1 to the second fixed structure 5.
  • the second end 4 corresponds to the end through which the submarine pipe 1 is abandoned. by the laying means 15 when the laying of the submarine pipe 1 is completed.
  • a fourth cable 23 and a fifth cable 24 are connected to two winches (not shown) mechanically secured to the second fixed structure 5.
  • the fourth and fifth cables 23 and 24, connected to two winches (or any other means making it possible to apply the required tension and / or to adjust the length of these cables to the required length) are deployed from the second fixed structure 5, passing if necessary through return pulleys 19, and transferred to the laying means 15 (barge or boat) to be connected to the underwater pipe 1.
  • the fourth cable 23 is connected to the second end 4 of the submarine pipe 1.
  • the fifth cable 24 is connected at a distance D2 from the second end 4 of the underwater pipe 1.
  • the distance D2 is defined so as to be slightly greater than the distance separating the second end 4 of the submarine pipe 1 and a lower connecting element 20 on the second face or stops 14 of the second fixed structure 5 once the pipe submarine 1 installed.
  • a sliding plane 25 can be optionally preinstalled on the second face or stops 14 of the second fixed structure 5 so as to better control the trajectory of the second end 4 of the pipe.
  • the total length of the submarine pipe 1 is adjusted when approaching the second fixed structure 5 to which it is to be connected, with respect to the relative position of the second fixed structure 5 and of the laying means 15 at the time of transfer and depending on the desired final elevation of the second end 4 after forming the second bent part 11.
  • the second end 4 of the pipe is connected to the fourth cable 23 and to a spandrel buoy 26 temporarily attached to the submarine pipe 1 and intended to contain the trajectory of the pipe.
  • second end 4 in a quasi-horizontal plane during its transfer from the laying means 15 to the second fixed structure 5.
  • This transfer operation transfers the horizontal tension in the submarine pipe 1 from a drop cable 27 deployed from the laying means 15 and the fourth cable 23 deployed from the second fixed structure 5.
  • the spandrel buoy 26 is disconnected from the second end 4 of the submarine pipe 1, as well as the abandonment cable 27.
  • the submarine pipe 1 is then ready. to be bent in a controlled manner from the second fixed structure 5 without intervention from the laying means 15 as shown in FIG. 6 [Fig. 6].
  • connection elements 12 can be closed by any means (automatic, by plungers or using “ROV”). Once these connecting elements are closed on the second riser 9, the fourth and fifth cables 23 and 24 can be disconnected from the underwater pipe 1.
  • the pipe thus bent to form the second bent part 11 has entered the plastic sector.
  • a control of the tensions and the strokes of the fourth and fifth cables 23 and 24 during the bending operation makes it possible not to bend the pipe by forming a plastic ball joint on the submarine pipe 1 at the connection points of the cables 23 and 24 or at the level of the seabed 7.
  • the profiles of the tensions and the strokes of the fourth and fifth cables 23 and 24 as well as on the abandonment cable 27 are defined by preliminary analyzes using dedicated software.
  • a control system controls the position of the laying means 15 and the tensions applied to the fourth and fifth cables 23 and 24 as well as to the drop cable 27.
  • the pipe extension 28 is connected to the second end 4 to lead to the surface.
  • the depth of the second end 4 of the submarine pipe 1 is sufficiently low so that the connection can be made by divers without a saturation system, and therefore economically compared to conventional solutions in water depths exceeding 50 m .
  • the pipe can be used to transport effluents of the hydrocarbon type from the production or extraction zone to a treatment and / or export installation.
  • the pipe implemented according to the invention can be used to inject effluents (water or gas) into the subsoil from a treatment installation to an offshore or onshore injection zone.

Landscapes

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Abstract

L'invention consiste en une conduite sous-marine (1) comportant une partie principale (6) reposant sur le fond marin (7) et reliée à deux colonnes montantes (8, 9) par des parties coudées (10, 11). Celles-ci font partie intégrante de la conduite sous-marine (1) et sont réalisées par courbure contrôlée de la conduite sous-marine (1) lors de son raccordement aux structures fixes (3, 5). Cette courbure est obtenue selon un procédé de raccordement selon l'invention dans lequel des moyens de tension sont connectés à une extrémité (2, 4) de la conduite sous-marine (1) afin de l'amener à la structure fixe (3, 5) et à un deuxième point de connexion de la conduite sous-marine (1) situé à une distance de l'extrémité inférieure ou égale à la longueur de la colonne montante (8, 9). Des tractions exercées sur la conduite par les moyens de tension permettent d'obtenir la courbure souhaitée.

Description

DISPOSITIF DE RACCORDEMENT D’UNE CONDUITE SOUS-MARINE A UNE STRUCTURE FIXE ET PROCEDE DE RACCORDEMENT ASSOCIE La présente invention concerne le raccordement à une structure fixe d’une conduite, notamment pour le raccordement d’installations offshore de production ou d’export d’effluents, tels que du pétrole ou du gaz, entre elles, avec des installations de traitement de ces effluents ou des terminaux d’export ou d’import des effluents traités.
L’invention concerne plus spécifiquement le raccordement d’une conduite sous-marine de type rigide à une structure fixe, qui peut-être une plateforme gravitaire ou pilée, afin de transporter des effluents vers ou à partir de cette structure fixe sur une distance pouvant aller de quelques mètres à quelques kilomètres voire à quelques dizaines de kilomètres.
L’invention s’applique aux installations de production d’hydrocarbures en mer mais à titre plus général elle s’applique aussi au transport de tout effluent (semi liquide, liquide ou gazeux) produit ou injecté par des installations en mer. De telles installations nécessitent le raccordement en surface d’une conduite sous-marine à toute installation permettant par exemple la production, l’injection, le traitement, le pompage ou la compression de l’effluent et située sur une structure fixe, telle que par exemple à une tête de puits. Typiquement, la conduite sous-marine repose sur le fond marin à une profondeur pouvant aller de quelques dizaines de mètres à environ deux cents mètres, et elle vient se raccorder à la structure fixe au niveau ou à proximité de la surface par une extrémité d’une colonne montante reliée à la conduite sous-marine par une partie coudée. L’invention s’applique plus particulièrement à cette partie coudée connectant la colonne montante à la partie de la conduite reposant sur le fond marin. La conduite sous-marine présente deux extrémités qui peuvent être chacune raccordée à une structure fixe. On retrouve une configuration similaire pour le raccordement de ces deux extrémités de la conduite sous-marine. La pose de la conduite sous-marine est initiée à une première extrémité de la conduite et à la pose de la conduite se termine à une deuxième extrémité aussi appelée extrémité d’abandon car c’est l’extrémité qui est « abandonnée » en mer une fois la pose terminée.
De nombreuses solutions existent pour raccorder une conduite sous- marine rigide à une structure fixe telle qu’une plateforme, chacune présentant une technique différente pour réaliser la transition entre la partie de la conduite sous-marine reposant sur le fond marin et la colonne montante de la conduite remontant vers la surface comme indiqué ci-dessous.
Les connexions les plus conventionnelles entre une conduite sous- marine et une colonne montante consistent à initier ou abandonner l’extrémité de la conduite rigide sur le fond marin, à une faible distance de la plateforme à raccorder. Une colonne montante (« riser » en anglais) est fixée à la structure à raccorder entre la surface et le fond marin, puis à l’aide de plongeurs ou de robots sous-marins, une section de conduite de raccordement appelée manchette de raccordement est déployée entre l’extrémité de la conduite rigide posée sur le fond marin et l’extrémité inférieure de la colonne montante préinstallée. Cette manchette de raccordement peut être soit souple (sous la forme d’une portion de conduite flexible), soit rigide (sous la forme de tubes en acier soudés ou bridés entre eux).
Comme alternative à la manchette de raccordement décrite ci-dessus, une longue section de conduite souple (flexible) peut être connectée d’une part à l’extrémité de la conduite sous-marine rigide reposant sur le fond marin et d’autre part directement à la structure fixe en surface ou en faible profondeur d’eau.
Pour raccorder les conduites sous-marines en faible profondeur d’eau (typiquement inférieure à 50 m), une méthode de colonne montante rigide « lancée » à partir du moyen de pose de la conduite sous-marine est parfois employée. Le moyen de pose est en pratique une barge équipée pour la pose de conduite sous-marine et présentant notamment une grue de levage. Cette méthode consiste à fabriquer la colonne montante en même temps que la conduite sur le moyen de pose, y compris la pièce coudée ou cintrée entre la conduite sous-marine et la colonne montante, et à la transférer à la plateforme grâce à la grue de levage du moyen de pose. Cette méthode est limitée par la hauteur sous crochet disponible de la grue et par la distance minimale entre le moyen de pose et la plateforme au moment du transfert de la colonne montante à cette dernière. Pour cette raison, cette technique de raccordement est en pratique réservée aux très faibles profondeurs, c’est-à-dire inférieures à 50 m.
Pour les grandes profondeurs d’eau, les raccordements des conduites sous-marines rigides à des structures généralement flottantes ou à lignes tendues, sont réalisées directement par des conduites rigides dites « caténaires ». Ces connexions directes sont rendues possibles grâce à des systèmes de rotule en surface qui accommodent les mouvements relatifs de la conduite et de la plateforme. Cette méthode avec rotule peut également être envisagée sur des structures fixes même si son coût est en général rédhibitoire.
Toutes les solutions de raccordement connues impliquent, soit des soudures ou des connexions mécaniques sous-marines nécessitant des interventions très onéreuses par plongeurs en saturation ou robots sous-marins, soit des matériels très onéreux, tels que des sections de conduites flexibles, des connecteurs automatiques ou des joints flexibles.
Le document US 3 531 941 décrit un procédé de cintrage d’une conduite sous-marine dans lequel le cintrage de la conduite est réalisé par la tension générée par un treuil sur un câble. Le câble est relié à la conduite sous- marine par un guide de cintrage. Le cintrage de la conduite est obtenu par l’action combinée de la tension générée par le treuil et la forme du guide de cintrage. Durant toute l’opération de pose de la conduite sous-marine, incluant le cintrage de la conduite, l’extrémité de la conduite est reliée à la structure fixe par une bride articulée. Lors du cintrage de la conduite, la conduite est à la fois bloquée (i) dans la gouttière du guide de cintrage du fait de la pression exercée par la gouttière sur la partie de la conduite à cintrer et (ii) au niveau de son accroche à la structure fixe par un clamp monté sur un axe autorisant la rotation dans un plan. Afin d’éviter d’endommager la conduite entre ces deux points fixes pendant l’opération de cintrage, le document US 3 531 941 envisage de munir le clamp de mâchoires permettant en les serrant de bloquer la translation de la conduite mais suffisamment larges pour qu’elles laissent coulisser la conduite si nécessaire ; ce qui conduirait à une conception nécessairement complexe. A défaut d’un tel système permettant à la conduite de coulisser dans le clamp, une compression peut se créer dans la conduite entre le point de fixation à la structure fixe et le guide cintrage et une déformation inappropriée de la conduite peut en résulter.
La présente invention a pour but de proposer un nouveau type de raccordement direct entre une conduite sous-marine et une structure fixe ne nécessitant ni connexion par plongeurs ou robots, ni section de conduite flexible, ni système de rotule en extrémité de colonne, ni guide de cintrage pendant la mise en œuvre, et applicable pour des profondeurs d’eau allant de quelques dizaines de mètres à typiquement deux cents mètres.
A cet effet, l’invention vise, selon un premier aspect, un dispositif de raccordement à une structure fixe d’une conduite sous-marine comportant une fois raccordée une partie principale apte à être déposée sur le fond marin et au moins une colonne montante reliées entre-elles par une partie coudée. Selon l’invention, le dispositif de raccordement comprend des éléments de raccordement situés sur la structure fixe, aptes à y fixer la colonne montante et comprenant au moins un élément de raccordement supérieur et un élément de raccordement inférieur, des moyens de pose aptes à déployer la conduite sous- marine pour la raccorder à la structure fixe, et des moyens de tension reliés à la structure fixe et aptes à exercer une tension mécanique contrôlée en au moins deux points distincts de connexion de la conduite sous-marine durant le déploiement de la conduite sous-marine pour former la partie coudée avant le raccordement de la conduite sous-marine à la structure fixe.
En réalisant directement sur la conduite sous-marine durant sa pose la partie coudée faisant la transition entre la colonne montante et la partie principale de la conduite sous-marine, les interventions en eau profonde ainsi que l’utilisation de matériels spéciaux très onéreux ne sont plus nécessaires pour raccorder une conduite sous-marine à une structure fixe en haute mer.
Cette configuration de la conduite sous-marine permet d’éliminer les joints intermédiaires et les pièces spéciales nécessaires pour raccorder ou former la colonne montante qui sont autant de points faibles en termes de tenue mécanique et des points potentiels de fuite. Préférentiellement, dans le dispositif de raccordement selon l’invention un premier point de connexion est situé à une extrémité de la conduite sous-marine adaptée à être raccordée à la structure fixe et un deuxième point de connexion est situé à une distance de l’extrémité de la conduite sous-marine supérieure à la distance séparant cette extrémité de la conduite sous-marine et l’élément de raccordement inférieur fixé sur la structure fixe.
Avantageusement, dans le dispositif de raccordement selon l’invention les moyens de tensions comprennent au moins un premier câble et un deuxième câble reliés mécaniquement d’une part à la structure fixe et d’autre part respectivement au premier et au deuxième point de connexion sur la conduite sous-marine.
Ce dispositif de raccordement résulte en un assemblage de moyens simples qui sont opérés et mis en œuvre depuis la surface sans requérir l’intervention de plongeurs ou de robots spécialisés.
Préférentiellement, dans le dispositif de raccordement selon l’invention, les moyens de tensions comprennent un troisième câble relié à un troisième point de connexion sur la conduite sous-marine situé à une distance suffisamment éloignée de l’extrémité de la conduite sous-marine pour qu’une fois celle-ci déposée sur le fond marin le troisième point de connexion soit au niveau du fond marin.
L’application d’une tension en plusieurs points de la conduite sous- marine permet de contrôler la déformation de celle-ci et ainsi de maîtriser la géométrie de la partie coudée pendant sa formation in situ.
Avantageusement, dans le dispositif de raccordement selon l’invention les moyens de tension comprennent en outre au moins une poulie apte à orienter la direction de la traction exercée par au moins un des câbles sur le point de connexion correspondant sur la conduite sous-marine.
L’utilisation de poulies de renvoi permet de contrôler depuis la surface la tension appliquée aux différents points de connexion sur la conduite sous- marine.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un procédé de raccordement à une structure fixe d’une conduite sous-marine à l’aide de moyens de pose, la conduite sous-marine présentant une partie principale apte à être déposée sur le fond marin et au moins une colonne montante reliées entre- elles par une partie coudée, le dit procédé comprenant les étapes suivantes : déploiement de la conduite sous-marine sur les moyens de pose pour être déposée sur le fond marin; connexion à la conduite sous-marine de moyens de tension reliés à la structure fixe sur laquelle la conduite sous-marine doit-être raccordée; dépose sur le fond marin de la conduite sous-marine; traction contrôlée sur la conduite sous-marine par les moyens de tension afin de former progressivement la partie coudée de la conduite sous-marine; et raccordement de la colonne montante de la conduite sous-marine à la structure fixe par des éléments de raccordement comportant au moins un élément de raccordement supérieur et un élément de raccordement inférieur.
Le procédé de raccordement défini ci-dessus permet de réaliser la transition entre la partie principale de la conduite sous-marine reposant sur le fond marin et la colonne montante en utilisant exclusivement la conduite elle- même et en intervenant de la surface sans interruption des opérations de pose de la conduite sous-marine. Il permet également de mettre en œuvre des moyens de pose conventionnels ne nécessitant pas la mobilisation de moyens spéciaux tels que des plongeurs ou des robots sous-marins de travail.
Avantageusement, dans le procédé de raccordement selon l’invention: un premier moyen de tension est connecté à une extrémité de la conduite sous- marine à raccorder à la structure fixe; un deuxième moyen de tension est connecté à un deuxième point de connexion de la conduite sous-marine situé à une distance de l’extrémité de la conduite sous-marine supérieure à la distance séparant ladite extrémité de l’élément de raccordement inférieur; une première traction est exercée par le premier moyen de tension afin d’amener l’extrémité de la conduite sous-marine à la structure fixe au niveau de la surface ou à une faible profondeur; et une deuxième traction est exercée par le deuxième moyen de tension afin de plaquer la conduite sous-marine contre ladite structure fixe pour la courber et ainsi former la partie coudée de celle-ci.
Préférentiellement, dans le procédé de raccordement selon l’invention un troisième moyen de tension est connecté à un troisième point de connexion sur la conduite sous-marine situé à une distance suffisamment éloignée de l’extrémité de la conduite sous-marine pour qu’une fois celle-ci raccordée à la structure fixe, le troisième point de connexion soit au niveau du fond marin.
Ce procédé de raccordement permet de mettre en œuvre des moyens simples habituellement disponibles sur les sites de pose de conduite sous-marine et qui sont opérés et installés depuis la surface sans nécessiter l’intervention de plongeurs ou de robots spécialisés.
Avantageusement, dans le procédé de raccordement selon l’invention la colonne montante est raccordée à la structure fixe par des éléments de raccordement après formation de la partie coudée.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne une conduite sous- marine comportant une fois raccordée à au moins une structure fixe une partie principale reposant sur le fond marin et une au moins une colonne montante reliées entre-elles par une partie coudée. Cette partie coudée fait partie intégrante de la conduite sous-marine et est réalisée selon le procédé de raccordement tel que défini ci-dessus.
En courbant directement la conduite sous-marine en vue de son raccordement durant sa pose, l’intégrité de la ligne de transport des effluents en amont ou en aval de la conduite sous-marine est préservée ce qui limite les risques de fuite nécessitant des interventions à grande profondeur. La préservation de la continuité de la conduite d’une extrémité à l’autre permet également d’assurer le cas échéant la continuité de l’isolation de la conduite et de la protection cathodique.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention sont mis en évidence par la description ci-après d’exemples non-limitatifs de réalisation des différents aspects de l’invention. La description se réfère aux figures annexées qui sont aussi données à titre d’exemples de réalisation non limitatifs de l’invention :
[Fig. 1] La figure 1 représente une vue schématique d’une conduite sous-marine raccordée par ses deux extrémités à des structures fixes ;
[Fig. 2] La figure 2 illustre une vue schématique d’une première phase du raccordement de l’extrémité d’initiation d’une conduite sous-marine ; [Fig. 3] La figure 3 illustre en vue schématique une deuxième phase du raccordement de l’extrémité d’initiation d’une conduite sous-marine ;
[Fig. 4] La figure 4 représente une vue schématique d’une troisième phase du raccordement de l’extrémité d’initiation d’une conduite sous-marine ;
[Fig. 5] La figure 5 illustre en vue schématique une première phase du raccordement de l’extrémité d’abandon d’une conduite sous-marine ; et
[Fig. 6] La figure 6 illustre en vue schématique une deuxième phase du raccordement de l’extrémité d’abandon d’une conduite sous-marine.
Dans la suite, la description de l’invention est faite dans le contexte d’une conduite rigide sous-marine destinée à transporter un effluent d’origine pétrolière d’un puits d’extraction offshore vers un terminal de traitement ou d’exportation offshore. Ce contexte de mise en œuvre de l’invention n’est décrit que pour faciliter la compréhension de l’invention mais ne peut en aucun cas être considéré comme limitatif pour celle-ci. Il en va de même pour tous les autres exemples de mise en œuvre des différentes caractéristiques constitutives de l’invention décrites ci-après uniquement à des fins illustratives.
La figure 1 [Fig. 1] représente une conduite rigide sous-marine 1 présentant deux types de raccordement.
D’une part, un premier raccordement d’une première extrémité 2 de la conduite rigide sous-marine 1 à une première structure fixe 3 du côté de l’initiation de la conduite. La première extrémité 2 correspond au sens de la pose de la conduite. C’est par la première extrémité 2 que la pose de la conduite sous- marine 1 a été initiée.
D’autre part, un deuxième raccordement d’une deuxième extrémité 4 de la conduite sous-marine 1 à une deuxième structure fixe 5 du côté de l’abandon de la conduite sous-marine 1. C’est à la deuxième extrémité 4 que la pose de la conduite sous-marine 1 a été terminée et c’est cette deuxième extrémité 4 de la conduite sous-marine 1 qui a été « abandonnée » une fois les opérations de pose achevées.
Dans le reste de la description, les adjectifs numéraux ordinaux tels que première, deuxième ou troisième sont à prendre par rapport au sens de pose de la conduite sous-marine 1. La conduite sous-marine 1 une fois raccordée à la première et à la deuxième structure fixe 3 et 5 présente une partie principale de conduite 6 déposée sur le fond marin 7, une première colonne montante 8 raccordée à la première structure fixe 3 et une deuxième colonne montante 9 raccordée à la deuxième structure fixe 5. Les première et deuxième colonnes montantes 8 et 9 sont respectivement reliées à la partie principale de conduite 6 par une première partie coudée 10 et une deuxième partie coudée 11.
A chacune de ses deux extrémités 2 et 4, la conduite sous-marine 1 est raccordée à une structure fixe 3 ou 5 sans insertion de pièce de connexion intermédiaire, telle qu’une manchette, ni insertion de section cintrée, coudée ou flexible dans la ligne de conduite sous-marine reliant les deux structures fixes 3 et 5 contrairement aux techniques conventionnelles décrites ci-avant.
Le procédé de raccordement décrit dans la suite permet de former la transition courbe entre la partie principale 6 de la conduite rigide sous-marine 1 posée sur le fond marin 7 et une face ou arête 13 ou 14 de la structure fixe 3 ou 5 sur laquelle la colonne montante 8 ou 9 de la conduite sous-marine 1 est raccordée. En effet, les structures fixes offshore sont généralement soutenues par un assemblage de jambes posées ou ancrées sur le fond marin formant en général un polyèdre régulier à trois ou quatre faces s’élevant du fond marin vers la surface. La colonne montante 8 ou 9 peut donc être raccordée selon les besoins sur une des faces ou une des arrêtes 13 ou 14 du polyèdre formé par le jambage de la structure fixe 3 ou 5.
Les premières et deuxième colonnes montantes 8 et 9 résultant de la formation des première et deuxième parties coudées 10 et 11 sont fixées rigidement aux structures fixes 3 et 5 par des éléments de raccordement 12 jusqu’à une profondeur d’eau telle que la partie libre située en dessous (en forme de chaînette) puisse supporter les efforts résiduels dus à l’environnement extérieur (notamment houle et courant) et les efforts dus à la circulation des effluents à l’intérieur de la conduite sous-marine 1. Les éléments de raccordement 12 peuvent être des clamps qui se verrouillent autour de la colonne montante. Ils comprennent un élément de raccordement supérieur (le plus proche de la surface) et un élément de raccordement inférieur 20 (le plus proche du fond marin). Selon la longueur de la colonne montante 8 ou 9 à raccorder à la structure fixe 3 ou 5, un ou plusieurs éléments de raccordement 12 intermédiaires peuvent-être nécessaires.
Le procédé de raccordement permet pour la première extrémité 2 par rapport au sens de pose de ramener cette première extrémité 2 de la conduite sous-marine 1 en surface, et pour la deuxième extrémité 4 de la ramener suffisamment proche de la surface pour qu’une connexion soit réalisable à moins de 50 m de profondeur d’eau, sans faire appel à des techniques de plongée dites « en saturation ». Cette connexion en faible profondeur peut être réalisée par exemple par une extension de conduite 28 elle-même fixée rigidement à la même face ou arrête 14 de la deuxième structure fixe 5.
Les figures 2, 3 et 4 illustrent différentes phases du procédé de raccordement de la conduite sous-marine 1 à la première structure fixe 3 correspondant à la première extrémité 2 par laquelle est initiée la pose de la conduite sous-marine 1 par des moyens de pose 15 qui peuvent être flottants.
Comme illustré à la figure 2 [Fig. 2], un premier, un deuxième et un troisième câble 16, 17 et 18 sont connectés respectivement à trois treuils (non représentés) solidaires mécaniquement de la structure fixe 3. Au lieu d’un ensemble treuil/câble, tout autre moyen permettant d’appliquer une tension d’intensité similaire à celle d’un treuil, et d’approcher à la distance requise la conduite sous-marine 1 de la structure fixe 3 ou d’ajuster la longueur de ces câbles à la longueur requise peut être mis en œuvre selon l’invention. Tout d’abord, les premier, deuxième et troisième câbles 16, 17 et 18 sont déployés depuis la première structure fixe 3, en passant si nécessaire mais non obligatoirement par des poulies de renvoi 19, et transférés aux moyens de pose 15 pour être connectés à la partie appropriée de la conduite sous-marine 1 avant qu’elle ne quitte les moyens de pose 15.
Depuis les moyens de pose 15, le premier câble 16 est connecté à la première extrémité 2 de la conduite sous-marine 1. Ensuite, les moyens de pose 15 s’éloignent de la première structure fixe 3 dans la direction de pose de la conduite sous-marine 1. Lorsque les moyens de pose 15 sont suffisamment éloignés de la première structure fixe 3, le deuxième câble 17 est connecté à une distance D1 de la première extrémité 2 de la conduite sous-marine 1. La distance D1 est définie de sorte à être légèrement supérieure à la distance séparant la première extrémité 2 de la conduite de l’élément de raccordement inférieur 20 sur la première face ou l’arrête 13 de la première structure fixe 3 une fois la conduite sous-marine 1 installée.
Ensuite, le troisième câble 18 est connecté sur la conduite sous- marine 1 depuis les moyens de pose 15 à une distance suffisante de la première extrémité 2 pour qu’une fois la conduite installée, le point de connexion du troisième câble 18 soit au niveau du fond marin 7.
Durant l’opération de raccordement de la conduite sous-marine 1 au stade de l’initiation de sa pose, la conduite est assemblée depuis les moyens de pose 15 jusqu’à ce que ceux-ci soient à une distance suffisante de la première structure fixe 3 pour que la conduite sous-marine 1 touche le fond marin 7 au niveau du ventre de la caténaire ainsi formée. Alternativement à la mise en œuvre de la conduite sous-marine 1 par assemblage de sections de conduite sur les moyens de pose 15, la conduite peut être déroulée durant la progression des moyens de pose 15. En même temps que les sections de conduite sont assemblées sur les moyens de pose 15, les treuils solidaires de la première structure fixe 3 tirent sur les câbles 16, 17 et 18 afin de contrôler la longueur de câble entre la première structure fixe 3 et les points de connexion des câbles sur la conduite. Un des treuils exercent une traction F sur le premier câble 16 afin de ramener la première extrémité 2 de la conduite sous-marine 1 à la surface. Les premier, deuxième et troisième câbles 16, 17 et 18 sont connectés depuis les moyens de pose 15 à la conduite sous-marine 1 respectivement par un premier point d’amarrage en tête de conduite, un premier clamp sous-marin 21 et un deuxième clamp sous-marin 22.
Comme représenté à la figure 3 [Fig. 3], une fois que la première extrémité 2 est à la hauteur souhaitée et en position pour être raccordée à la première structure fixe 3, le treuil actionnant le premier câble 16 est stoppé alors que les treuils actionnant le deuxième et le troisième câbles 17 et 18 continuent à exercer une traction sur la conduite sous-marine 1 vers la première structure fixe 3 de manière à plaquer au plus près de la première face ou arrête 13 de la première structure fixe 3 la partie supérieure de la conduite sous-marine 1 située entre la première extrémité 2 et le troisième (et dernier) clamp sous-marin 22. Les courses des premier, deuxième et troisième câbles 16, 17 et 18 sont ajustées de manière à conserver une tension constante dans la conduite sous-marine 1 au niveau des moyens de pose 15, et de manière à contrôler la formation de la courbure de la conduite sous-marine 1 entre l’élément de raccordement inférieur 20 sur la première face ou arrête 13 de la première structure fixe 3 et le fond marin 7 ce qui formera la première partie coudée 10 reliant la partie principale 6 de la conduite sous-marine 1 à la première colonne montante 8. Pendant cette opération d’obtention de la courbure contrôlée de la conduite sous-marine 1 , la position relative des moyens de pose 15 par rapport à la première structure fixe 3 et la longueur de conduite sous-marine 1 déployée depuis les moyens de pose 15 sont également ajustées.
Comme illustré à la figure 4 [Fig. 4], une fois la première partie coudée 10 totalement formée, la première colonne montante 8 est fixée à la structure fixe 3 par les éléments de raccordement 12. Ceux-ci peuvent être refermés automatiquement ou par intervention de différents moyens tels que des plongeurs ou des robots commandés à distance « ROV » opérant à faible profondeur et dont le coût est significativement inférieur à celui engendrait par des opérations plus profonde (en dessous de 50 mètres). Une fois les éléments de raccordement refermés, les premier et deuxième câbles 16 et 17 peuvent être déconnectés de la conduite sous-marine 1. Le troisième câble 18 reste connecté tant qu’une longueur suffisante de conduite sous-marine n’a pas été posée sur le fond marin 7 permettant de reprendre par frottement la tension de pose appliquée par les moyens de pose 15 à la conduite sous-marine 1 pendant la suite de son déploiement par assemblage ou désenroulage. Par la suite, il peut être déconnecté de la conduite sous-marine 1 soit depuis la surface, soit à l’aide d’un ROV au niveau du fond marin 7.
La conduite sous-marine 1 ainsi courbée est entrée dans le domaine plastique. Un contrôle des tensions et des courses des premier, deuxième et troisième câbles 16, 17 et 18 et de la position des moyens de pose 15 pendant l’opération de courbage permet de ne pas plier la conduite en formant une rotule plastique à l’un des deuxième ou troisième clamp sous-marins 21 et 22 ou au niveau du fond marin 7. A cette fin, les profils des tensions et des courses des câbles 16, 17 et 18 sont définis par des analyses préalables à l’aide de logiciels dédiés. Un système de contrôle assure le pilotage de la position des moyens de pose 15 et des tensions appliquées aux premier, deuxième et troisième câbles 16, 17 et 18.
Les figures 5 et 6 illustrent différentes phases du procédé de raccordement de la deuxième extrémité 4 de la conduite sous-marine 1 à la deuxième structure fixe 5. La deuxième extrémité 4 correspond à l’extrémité par laquelle la conduite sous-marine 1 est abandonnée par les moyens de pose 15 lorsque la pose de la conduite sous-marine 1 est terminée.
Comme illustré à la figure 5 [Fig. 5], un quatrième câble 23 et un cinquième câble 24 sont connectés à deux treuils (non représentés) solidaires mécaniquement de la deuxième structure fixe 5.
Les quatrième et cinquième câbles 23 et 24, connectés à deux treuils (ou tout autre moyen permettant d’appliquer la tension requise et / ou d’ajuster la longueur de ces câbles à la longueur requise) sont déployés depuis la deuxième structure fixe 5, en passant si nécessaire par des poulies de renvoi 19, et transférés aux moyens de pose 15 (barge ou bateau) pour être connectés à la conduite sous-marine 1 .
Le quatrième câble 23 est connecté à la deuxième extrémité 4 de la conduite sous-marine 1 . Le cinquième câble 24 est connecté à une distance D2 de la deuxième extrémité 4 de la conduite sous-marine 1 . La distance D2 est définie de sorte à être légèrement supérieure à la distance séparant la deuxième extrémité 4 de la conduite sous-marine 1 et un élément de raccordement inférieur 20 sur la deuxième face ou arrête 14 de la deuxième structure fixe 5 une fois la conduite sous-marine 1 installée.
En outre, un plan de glissement 25 peut être optionnellement préinstallé sur la deuxième face ou arrête 14 de la deuxième structure fixe 5 de manière à mieux contrôler la trajectoire de la deuxième extrémité 4 de la conduite lors de l’opération de formation de la courbure entre la deuxième colonne montante 9 et la partie principale 6 de la conduite sous-marine reposant sur le fond marin 7.
La longueur totale de la conduite sous-marine 1 est ajustée à l’approche de la deuxième structure fixe 5 à laquelle elle doit être raccordée, par rapport à la position relative de la deuxième structure fixe 5 et des moyens de pose 15 au moment du transfert et en fonction de l’élévation finale souhaitée de la deuxième extrémité 4 après formation de la deuxième partie coudée 11.
Une fois la longueur de la conduite sous-marine ajustée, la deuxième extrémité 4 de la conduite est connectée au quatrième câble 23 et à une bouée d’allège 26 temporairement attachée à la conduite sous-marine 1 et destinée à contenir la trajectoire de la deuxième extrémité 4 dans un plan quasi-horizontal pendant son transfert des moyens de pose 15 à la deuxième structure fixe 5.
Cette opération de transfert permet de transférer la tension horizontale dans la conduite sous-marine 1 depuis un câble d’abandon 27 déployé depuis les moyens de pose 15 et le quatrième câble 23 déployé depuis la deuxième structure fixe 5.
Une fois l’opération de transfert de tension réalisée, la bouée d’allège 26 est déconnectée de la deuxième extrémité 4 de la conduite sous-marine 1 , ainsi que le câble d’abandon 27. La conduite sous-marine 1 est alors prête à être courbée de manière contrôlée depuis la deuxième structure fixe 5 sans intervention depuis les moyens de pose 15 comme montré à la figure 6 [Fig. 6].
Pour maîtriser la courbure pour former la deuxième partie coudée 11 reliant la deuxième colonne montante 9 à la partie principale de la conduite 6 (dont elle fait partie intégrante), la deuxième extrémité 4 est descendue le long de la deuxième structure fixe 6 sur le plan de glissement 25 en déroulant lentement le quatrième câble 23 afin de le maintenir en tension, et en enroulant le cinquième câble 24 de manière à plaquer la partie de la conduite sous-marine 1 qui deviendra la deuxième colonne montante 9, vers la deuxième face ou arrête 14 de la structure fixe 5. La courbure se forme au moins en partie grâce au poids propre de la conduite sous-marine 1 et à l’effort appliqué par le cinquième câble 24. Une fois la deuxième extrémité 4 descendue par le quatrième câble 23 à l’élévation requise, la deuxième partie coudée 11 est formée et la deuxième colonne montante 9 est fixée à la deuxième face ou arrête 14 de la deuxième structure fixe 5 à l’aide des éléments de raccordement 12. Comme pour le raccordement sur la première structure fixe 3, les éléments de raccordement 12 peuvent être refermés par tout moyen (automatique, par plongeurs ou à l’aide de « ROV »). Une fois ces éléments de raccordement refermés sur la deuxième colonne montante 9, les quatrième et cinquième câbles 23 et 24 peuvent être déconnectés de la conduite sous-marine 1.
Comme pour la première partie coudée 10, la conduite ainsi courbée pour former la deuxième partie coudée 11 est entrée dans le domaine plastique.
Un contrôle des tensions et des courses des quatrième et cinquième câbles 23 et 24 pendant l’opération de courbage permet de ne pas plier la conduite en formant une rotule plastique sur la conduite sous-marine 1 aux points de connexion des câbles 23 et 24 ou au niveau du fond marin 7. A cette fin, les profils des tensions et des courses des quatrième et cinquième câbles 23 et 24 ainsi que sur le câble d’abandon 27 sont définis par des analyses préalables à l’aide de logiciels dédiés. Un système de contrôle assure le pilotage de la position des moyens de pose 15 et des tensions appliquées aux quatrième et cinquième câbles 23 et 24 ainsi que sur le câble d’abandon 27.
Pour terminer le raccordement de la deuxième extrémité 4 à la deuxième structure fixe 5, l’extension de conduite 28 est connectée à la deuxième extrémité 4 pour déboucher à la surface. La profondeur de la deuxième extrémité 4 de la conduite sous-marine 1 est suffisamment faible pour que le raccordement puisse être effectué par plongeurs sans système de saturation, et donc de manière économique par rapport aux solutions conventionnelles dans des profondeurs d’eau excédant 50 m.
Bien que dans la description ci-dessus les aspects particuliers de l’invention aient été décrits dans le contexte du raccordement d’une conduite sous-marine de type rigide simple, elle pourrait être mise en œuvre dans d’autres configurations, notamment pour des pipelines sous-marins isolés thermiquement ou des pipelines terrestres dans lesquels les courbures sont nécessitées par la topologie du pipeline qui doit se conformer à celle du terrain ou des différents niveaux des installations à raccorder. Comme indiqué dans la partie introductive de la description, la conduite peut servir à transporter des effluents du type hydrocarbures de la zone de production ou d’extraction vers une installation de traitement et/ou d’exportation. De même, la conduite mise en œuvre selon l’invention peut être utilisée pour injecter des effluents (eau ou gaz) dans le sous- sol à partir d’installation de traitement vers une zone d’injection offshore ou terrestre.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de raccordement à une structure fixe (3, 5) d’une conduite sous-marine (1 ) comportant une fois raccordée une partie principale (6) apte à être déposée sur le fond marin (7) et au moins une colonne montante (8, 9) reliées entre-elles par une partie coudée (10, 11 ), caractérisé en ce qu’il comprend :
- des éléments de raccordement (12) situés sur la structure fixe (3,
5), aptes à y fixer la colonne montante (8, 9) et comprenant au moins un élément de raccordement supérieur et un élément de raccordement inférieur (20);
- des moyens de pose (15) aptes à déployer la conduite sous-marine (1 ) pour la raccorder à la structure fixe (3, 5) ; et
- des moyens de tension (16, 17, 18, 23, 24) reliés à la structure fixe (3, 5) et aptes à exercer une tension mécanique contrôlée en au moins deux points de connexion distincts de la conduite sous-marine (1 ) durant le
déploiement de ladite conduite sous-marine (1 ) pour former la partie coudée (10, 11 ) avant le raccordement de ladite conduite sous-marine (1 ) à la structure fixe (3, 5).
2. Dispositif de raccordement selon la revendication précédente, dans lequel un premier point de connexion est situé à une extrémité (2, 4) de la conduite sous-marine (1 ) adapté à être raccordée à la structure fixe (3, 5) et un deuxième point de connexion est situé à une distance (D1 , D2) de ladite extrémité (2, 4) de la conduite sous-marine (1 ) supérieure à la distance séparant ladite extrémité (2, 4) de la conduite de l’élément de raccordement inférieur (20).
3. Dispositif de raccordement selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de tensions (16, 17, 18, 23, 24)
comprennent au moins un premier câble (16, 23) et un deuxième câble (17, 24), reliés mécaniquement d’une part, à la structure fixe (3, 5) et d’autre part, respectivement au premier et au deuxième point de connexion sur la conduite sous-marine (1 ).
4. Dispositif de raccordement selon l’une des revendications 2 ou 3 dans lequel les moyens de tensions (16, 17, 18, 23, 24) comprennent un troisième câble (18) relié à un troisième point de connexion sur la conduite sous-marine (1 ) situé à une distance suffisamment éloignée de ladite extrémité (2) de la conduite sous-marine (1 ) pour qu’une fois celle-ci déposée sur le fond marin (7) le troisième point de connexion soit au niveau du fond marin (7).
5. Dispositif de raccordement selon l’une des revendications 3 ou 4 dans lequel les moyens de tension (16, 17, 18, 23, 24) comprennent en outre au moins une poulie (19) apte à orienter la direction de la tension transmise par au moins un des câbles (16, 17, 18, 23, 24) sur le point de connexion correspondant sur la conduite sous-marine (1 ).
6. Procédé de raccordement à une structure fixe (3, 5) d’une conduite sous-marine (1 ) à l’aide de moyens de pose (15), la conduite sous- marine (1 ) comportant une fois raccordée une partie principale (6) apte à être déposée sur le fond marin (7) et au moins une colonne montante (8, 9) reliées entre-elles par une partie coudée (10, 11 ), ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- déploiement de la conduite sous-marine (1 ) sur les moyens de pose (15) pour être déposée sur le fond marin (7);
- connexion à la conduite sous-marine (1 ) de moyens de tension (16, 17, 18, 23, 24) reliés à la structure fixe (3, 5) sur laquelle la conduite sous- marine (1 ) doit être raccordée ;
- dépose sur le fond marin (7) de la conduite sous-marine (1 ) ;
- traction contrôlée sur la conduite sous-marine (1 ) par les moyens de tension (16, 17, 18, 23, 24) afin de former progressivement la partie coudée (10, 11 ) de la conduite sous-marine (1 ) ; et - raccordement de la colonne montante (8, 9) de la conduite sous- marine (1 ) à la structure fixe (3, 5) par des éléments de raccordement (12) comprenant au moins un élément de raccordement supérieur et un élément de raccordement inférieur.
7. Procédé de raccordement selon la revendication précédente, dans lequel :
un premier moyen de tension (16, 23) est connecté à une extrémité (2, 4) de la conduite sous-marine (1 ) à raccorder à la structure fixe (3, 5) ;
un deuxième moyen de tension (17, 24) est connecté à un deuxième point de connexion de la conduite sous-marine (1 ) situé à une distance (D1 , D2) de ladite extrémité (2, 4) de la conduite sous-marine (1 ) supérieure à la distance séparant ladite extrémité (2, 4) de l’élément de raccordement inférieur (20) ;
une première traction est exercée par le premier moyen de tension (16, 23) afin d’amener ladite extrémité (2, 4) de la conduite sous-marine (1 ) à la structure fixe (3, 5) au niveau de la surface ou à une faible profondeur ; et
une deuxième traction est exercée par le deuxième moyen de tension (17, 24) afin de plaquer la conduite sous-marine (1 ) contre ladite structure fixe (3, 5) pour la courber et ainsi former la partie coudée (10, 11 ) de celle-ci.
8. Procédé de raccordement selon la revendication précédente, dans lequel un troisième moyen de tension (18) est connecté à un troisième point de connexion sur la conduite sous-marine situé à une distance suffisamment éloignée de l’extrémité (2) de la conduite sous-marine (1 ) pour qu’une fois celle- ci raccordée à la structure fixe (3), le troisième point de connexion soit au niveau du fond marin (7).
9. Procédé de raccordement selon la revendication précédente, dans lequel la colonne montante (8, 9) est raccordée à la structure fixe (3, 5) par des éléments de raccordement (12) après formation de la partie coudée (10, 11 ).
10. Conduite sous-marine comportant une fois raccordée à au moins une structure fixe (3, 5) une partie principale (6) reposant sur le fond marin (7) et au moins une colonne montante (8, 9) reliées entre-elles par une partie coudée (10, 11 ), caractérisée en ce que la partie coudée (10, 11 ) fait partie intégrante de la conduite sous-marine (1 ) et est réalisée selon le procédé de raccordement tel que défini dans une des revendications 6 à 9.
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