Brevet FR2137154A1 — publié le 19721229

L'invention est relative aux systèmes flottants, du genre des barges, plus spécialement pour les forages (forages pétroliers, etc.), notamment en eau profonde. On sait que, pour le forage en mer, on a proposé l'utilisation de colonnes ancrées par la base sur le sol marin ; mais cette solution ne convient que pour des profondeurs modérées. Pour de plus grandes profondeurs, notamment de l'ordre de 100 m et au-delà, on utilise des corps flottants, que l'on maintient en position par des chaînes d'ancrage ou autres moyens de ce genre. En particulier, on utilise des barges, qui sont généralement constituées par une base flottante, formant par exemple une couronne creuse, de section convenable, base surmontée de colonnes verticales creuses de section inférieure à celle de ladite couronne, le tout étant complété par des entretoises et treillis de contreventement. Le calcul et la pratique ont montré que, dans la position de flottaison pour laquelle la base se présente à quelques mètres sous le niveau des eaux, on obtient une insensibilité à la houle, par l'action stabilisante provenant de la différence de section entre la base et les susdites colonnes. Mais un tel ensemble est d'une construction assez coûteuse, du fait de la nécessité des trois genres d'éléments sus-visës, base, colonne, dispositif d'entretoisement. On a imaginé, conformément à l'invention, de réaliser des barges par deux groupes d'éléments, savoir, des éléments tu-bulaires formant la base, et des éléments également tubulaires émergeant de ladite base et constituant à eux seuls une structure entretoisée en forme de treillis ou analogues. Un tel ensemble peut être aisément monté sur place. Il présente un prix de revient réduit par rapport aux barges existantes . L'invention consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après. Elle vise .plus particulièrement certains modes d'application (notamment ceux pour lesquels on l'applique aux barges pour forages pétroliers), ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions ; et elle vise, plus particulièrement encore et ce 5 titre de produits industriels nouveaux, les barges comportant application de ces mêmes dispositions, ainsi que les 71 17522 2 2137154 éléments spéciaux propres à leur établissement et les installations les comprenant. Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des des-5 sins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. La figure 1, de ces dessins, montre schëmatiquement en élévation l'ensemble d'une barge, destinée à des forages pétroliers, établie conformément à l'invention. 10 Les figures 2 à 4 montrent à plus grande échelle, res pectivement en élévation, en plan et en coupe agrandie suivant IV-IV figure 2, ladite barge. Les figures 5 et 6 montrent à .plus grande échelle le détail de la soudure des piles sur la base de ladite barge. 15 La figure 7 montre en plan une phase du montage des élé ments de la base. Les figures 8 et 9 illustrent, respectivement selon deux coupés orthogonales, une opération de soudure de deux éléments de la base. 20 Les figures 10 et 11, enfin, illustrent semblablement aux figures 2 et 3 une variante de l'invention. Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y 25 ait lieu d'accorder la préférence, se proposant par exemple d'établir une barge pour forages pétroliers ou autres, on s'y prend comme suit ou de façon analogue. On fait tout d'abord comporter, à' cette barge, une base creuse 1 formant flotteur, par exemple à allure de polygone en 30 plan (circulaire, etc.), les éléments de cette base ayant toute formé aplatie, à section par exemple en trapèze, comme illustré sur les figures 4 à 6. De cette base, on rend solidaire une série de piles creuses inclinées 2,'agencées de façon à former triangulation, élé-35 ments qui, d'une part, sont fixés à leur partie inférieure sur la base 1, et, d'autre part, sont réunis deux à deux à leur partie supérieure, où les sommets de la triangulation ainsi réalisée peuvent être réunis par des éléments de liaison 3. Les piles 2 peuvent présenter, comme représenté, une 40 certaine inclinaison vers l'intérieur dé la barge, ce qui concourt 71 17522 3 2137154 à la stabilité de l'ensemble. Enfin, dans le plan venant au niveau des éléments de liaison 3 ou dans tout autre plan, on vient fixer un pont 4, destiné à supporter toute machinerie utilisée pour le forage, ainsi que tous appareils de levage et manutention. Des jambes de force 5 ou tous autres éléments de renforcement peuvent être prévus. De tels éléments de renforcement peuvent notamment être prévus, par exemple en 12, dans le plan de la plate-forme ou pont 4. A titre purement indicatif, pour une barge dont l'encombrement D (fig.2) serait de l'ordre de 100 m, la largeur L de la base 1 serait de l'ordre de 12 m et le diamètre des piles 2 de l'ordre de 5 m. La hauteur h de la barge est de l'ordre de 40 m. Un tel ensemble, une fois terminé, se présente de la manière indiquée sur la figure 1, avec une certaine profondeur d'immersion. L'ancrage se fait à l'aide de chaînes 11 (fig. 1) ou de tous autres moyens. Pour le montage, il y aura intérêt, compte tenu des dimensions de l'ensemble, à l'effectuer sur place. C'est ainsi qu'à cet effet on établira d'abord en atelier des éléments tels que représentés en a sur la fig. 7, comprenant un côté du polygone de base et deux demi-côtés adjacents, chacun de ces éléments unitaires comprenant en outre, y soudés, des pieds tubulaires 6 destinés à constituer l'amorce des piles 2. Les figures 5 et 6 montrent, dans une réalisation, les divers points de soudure, qui maintiennent l'étanchéitë de la base 1. Ces éléments unitaires étant amenés sur place, notamment remorqués comme flotteurs (les extrémités pouvant être bouchées par tous éléments de fermeture provisoire ou non), on les assemble par soudure, suivant les plans de jonction 7 (fig.7), en utilisant tous dispositifs de soudure sous l'eau, illustrés sur les figures 8 et 9 sous forme d'une chambre étanche de soudage 8. La base 1 étant ainsi établie, on vient alors souder, sur les amorces 6, les piles 2, préalablement établies, sous forme de deux éléments jumelés en V, à l'atelier, et amenés à pied d'oeuvre. Le reste du montage se poursuit normalement par les moyens usuels. Il est à noter que la profondeur d'immersion peut éventuellement être réglée par ballastage dans les éléments creux 71 17522 4 2137154 de la barge. Des moyens propulseurs peuvent éventuellement être prévus sur ladite barge, moyens tels que représentés sur la figure 4 et pouvant consister en une ou plusieurs hélices 9 commandées 5 par des moteurs 10 disposés à l'intérieur de la base 1. On disposera par exemple six moteurs et hélices de ce genre dans six azimuts différents, avec possibilité de les commander séparément. On a représente,sur les figures 10 et 11,une variante de l'invention selon laquelle le système tubulaire inférieur est 10 agencé sous forme de deux coques 13 formant une sorte de catamaran offrant une double résistance à l'enfoncement, chacune de ces coques pouvant être profilée à la manière d'un bateau. Ces deux coques 13 seront réunies l'une à l'autre par deux poutres transversales 14 de forte section. 15 C'est donc sur cet ensemble 13, 14, que l'on vient fixer les extrémités inférieures des piles creuses 2. Cette fixation, qui a lieu par soudure, se fait de préférence à la fois sur la face supérieure des éléments 13, 14, et sur leur face inférieure ou sur tout cloisonnement comporté par ces éléments, cela sur le 20 même principe que celui déjà illustré sur les figures 5 et 6. Il est entendu d'ailleurs que tous renforcements pourront être prévus à l'endroit de ces fixations, de façon que la résistance soit parfaitement assurée. En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation 25 adopté, on peut établir des barges dont le montage et le fonctionnement ressortent suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'insister à leur sujet et qui présentent, par rapport aux installations du genre en question déjà existantes, de nombreux avantages, notamment : 30 - celui de permettre de simplifier considérablement la structure de l'ensemble, donc le montage, - et celui de permettre de réaliser entièrement par remorquage, si on le désire, le transport à pied d'oeuvre des divers éléments. 35 Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 71 17522 5 2137154 REVENDICATIONS 1 - Système flottant, du genre des barges, notamment pour forages, caractérisé par le fait que ce système est établi à l'aide de deux groupes d*éléments.creux, savoir, des éléments tubulaires 5 formant la base de forme annulaire, et des éléments également tubulaires, constituant des piles, émergeant de ladite base et formant une structure entretoisée en treillis ou analogue. 2 - Système selon revendication 1, caractérisé par le fait que la base est dè forme polygonale. 10 3 - Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les piles sont légèrement inclinées vers l'intérieur de la base annulaire. 4 - Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les sommets de triangulation desdites piles sont réunis 15 par des éléments de liaison suivant un contour annulaire. 5 - Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que'la partie supérieure du treillis, constituée par les piles, supporte un plancher ou plate-forme de forage. 6 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 20 caractérisé par le fait que la base est constituée par la soudure d'un certain nombre d'éléments formant chacun l'un des côtés ainsi que les déux demi-côtés adjacents du polygone. 7 - Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la soudure des éléments de la base s'effectue sous l'eau. 25 8 - Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les éléments constitutifs de la base comportent des pieds tubulaires destinés à servir d'amorces aux piles. 9 - Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la base de forme annulaire est agencée sous forme d'un 30 catamaran, c'est-â-dire avec deux coques parallèles réunies par des éléments transversaux.