Brevet FR2180557A1 — publié le 19731130

La présente invention concerne un dispositif pour le transfert d'une charge entre deux installations mobiles l'une par rapport à l'autre. On se réfère dans ce qui suit,et sans que cela soit limitatif, au transfert d'une charge pesante entre deux installations maritimes mobiles ltune par rapport à l'autre. Plus précisèment, on envisagera le cas du transfert d'une charge pesante entre une installation flottante soumise à des mouvements vetticaux alternés, ou mouvements de pilonnement, et une installation maritime fixe, reposant par exemple sur le fond de l'eau. Actuellement, pour effectuer le transfert d'une charge entre deux installations mobiles; on utilise des appareillages spéciaux appelés transbordeurs. Ces appareillages comportent généralement un premier câble ou cable auxiliaire dont une extrémité est fixée sur une première des deux installations et dont l'autre extrémité s'enroule sur un treuil porté par la seconde installation. Ce câble s'enroule et se déroule sur le treuil, suivant le déplacement relatif des installations, pour entre maintenu tendu avec une force de tension à peu près constante. Généralement, le treuil sur lequel s'enroule le cable auxiliaire est un treuil du type à tension constante. On détecte alors le déplacement relatif des deux installations, par exemple en mesurant l'enroulement ou le déroulement du câble auxiliaire. La charge à transférer entre les deux installations est fixée à ltextrémité d'un deuxième câble ou cable-porteur qui s'enroule à son autre extrémité sur un treuil de commande, par exemple fixé sur la deuxième installation. En général, le cable-porteur passe sur un système de mouflage approprié qui comporte un moufle fixe par rapport au treuil de commande et un moufle mobile sous l'action de. moyens de commande. Le système de mouflage permet de modifier la longueur utile du cable-porteur. Le déplacement du moufle mobile est commandé en fonction des varia-tions de longueur du câble auxiliaire qui ont été détectées et l'on peut ainsi annuler totalement ou réduire le déplacement relatif- entre la manutention d'une charge pesante qui doit cotre déposée et positionnée sur une construction mariti^"e. Sur cette figure la barge flottante est désignée par la référence 1. Un moufle fixe 3 est porté par un appareil de m nutention, tel qu'une grue 2 fixée sur la barge flottante 1. Un moufle mobile 4 est suspendu au moufle fixe 3 par un cable-porteur 5 qui s'enroule sur le tambour d'un treuil de manoeuvre 6 fixé sur la barge flottante 1. L'opération à effectuer consiste à déposer une charge pesante 7 sur une installation fixe 8. La charge 7 est par exemple une plateforme. Quand on accroche directement la charge 7 au crochet 9 solidaire du moufle mobile 4, l'opération est rendue difficile et dangereuse par les mouvements verticaux de la barge flottante 1, provoqués par la houle. Pour soustraire la charge 7 aux mouvements de pilonnement de la barge flottante 1, on interpose entre le crochet 9 et la charge 7 un dispositif selon l'invention, qui est représenté en traits renforcés sur la figure 1. Ce dispositif se compose essentiellement de deux parties - des moyens élastiques, désignés dans leur ensemble par la référence 10, interposés entre la charge 7 et le crochet 9, - des moyens de liaison de la charge 7 et de l'installation 8. Les moyens élastiques 10 sont, dans l'exemple illustré par la figure 1, constitués par au moins un vérin dont un des éléments constitutifS, par exemple le corps du vérin 11 est suspendu au crochet 9, le piston 12a et la tige 12 constituant le deuxième élément du vérin supportant la charge 7 suspendue par des câbles 13 à un crochet 14 solidaire de la tige 12. Le vérin est alimenté en fluide sous pression sensiblement constante par exemple par un accumulateur oléopneumatique 15 contenant une masse de gaz constante, solidaire du corps 11 du vérin et le déplacement que peut subir le piston 12a par rapport au corps 11 du vérin est supérieur au mouvement de pilonnement de la barge flottante 1. Les moyens de liaison entre la charge 7 et l'installation 8 sont constitués par au moins un cable 16. Deux câbles ont été représentés sur la figure 1. Le nombre de câbles est choisi par le technicien en fonction charge et l'installation sur laquelle elle doit être transférée, ce dEpla- cement étant dû au mouvement relatif des deux installations. Le transfert de la charge s'effectue en actionnant le treuil de commande. L'inconvénient essentiel de ces dispositifs réside dans le fait qu'ils nécessitent tout un appareillage particulier et que, du fait de leur conception, ils ne peuvent être rapidement adaptés à toutes les installations munies d'appreillages de manutention tel que les grues etc... . De plus ces dispositifs nécessitent une surveillance et un entretien qui stavèrent souvent coûteux. L'objectif essentiel de la présente invention est de proposer un dispositif pour transférer une charge entre deux installations mobiles l'une par rapport à l'autre, ne possédant pas les inconvénients des dispositifs antérieurs. En particulier l'invention propose un dispositif adaptable rapidement aux appareils de manutention habituellement utilisés, sans nécessiter de travaux préalables d'adaptation: De plus le dispositif selon l'invention est d'une grande robustesse et ne nécessite pas une surveillance et un entretien constant. D'autres avantages apparaitront à la lecture de la description d'un mode de réalisation, non limitatiftd'un dispositif selon l'invention, illustrée par les figures annexées, dans lesquelles - la figure 1 représente schématiquement un dispositif selon l'invention équipant une barge flottante munie d'une grue pour la manutention d'une charge pesante, - les figures 2A, 2B et 2C représentent schématiquement le fonctionnement du dispositif selon l'invention, et - la figure 3 illustre schématiquement un autre mode de réalisation des moyens élastiques du dispositif selon l'invention. La figure 1 représente schématiquement le dispositif selon l'invention utilisé par exemple, et sans que cela soit limitatif, pour compenser les mouvements verticaux d'une barge flottante muni d'un appareillage de des dimensions de la chaige et des points d'attaches possibles de ces câbles. Chaque câble 16 est fixé à l'une de ses extrémités 17 sur l'installation 8, l'autre extrémité s'enroulant sur le tambour d'un treuil 18 porté par la charge 7. I1 sera possible de disposer les treuils sur l'installation 8, une extrémité des câbles 16 étant alors fixée sur la charge 7. Ces treuils sont commandés en synchronisme depuis la barge flottante 1 par l'intermédiaire d'un câble de commande non représenté sur la figure. En actionnant les treuils 18 on exerce dans les cables 16 un effort de tension dont la valeur totale pour l'ensemble des câbles est T. La pression du fluide délivré par l'accumulateur 15 dans le vérin exerce sur le piston de celui-ci un effort F vertical dirigé vers le haut tel que F=T+P formule dans laquelle F et T sont les significations indiquées plus haut, P représentant le poids de la charge 7. Le dispositif étant dans la position représentée sur la figure 1, son'fonctionnement est le suivant - Quand, sous l'action de la houle, la barge 1 s'éloigne du fond de l'eau, la tension dans le câble de manoeuvre 5 a tendance à augmenter. Le cylindre 11 du vérin se déplace par rapport au piston contre l'action du fluide contenu dans ce vérin et qui est alors transféré dans I'accumulateur. La charge 7 ne subit donc aucun mouvement relatif par rapport à l'installation 8. - Quand, sous l'action de a houle, la barge 1 se rapproche du fond de l'eau, la tension dans le cable de manoeuvre 5 à tendance à diminuer. Le cylindre 11 se déplace par rapport au piston sous l'action du fluide contenu dans l'accumulateur et qui est transféré dans le vérin. La charge 7 ne subit donc aucun mouvement relatif par rapport à l'installation 8. En réalité la pression du fluide délivré par l'accumulateur n'étant pas rigoureusement constante, il y aura une variation de tension dans le cable-porteur et dans les câbles 16, mais la charge 7 ne subit aucun déplacement relatif par rapport à l'installation 8 tant que les variations de pression du fluide alimentant le vérin ne provoquent pas une variation de force AF exercée par le piston 12a supérieure à la force de tension totale T exercée par les treuils 18 dans les câbles 16. On choisit donc la valeur de la tension dans les cables 16, telle que, les variations de pression ap du fluide (par rapport à la pression de ce fluide lorsque la barge est dans sa position moyenne), provoquées par le mouvement de pilonnement de la barge 1 entraînant sur le piston 12a du vérin une variation de force bF, on ait la relation t F T De cette façon la charge 7 se trouve totalement soustraite au mouvement de pilonnement de la barge flottante 1. Les figures 2A, 2B et 2C représentent schématiquement la succession des opérations effectuées pour descendre et déposer la charge 7 sur l'installation 8. Le dispositif est dans la postion illustrée par la figure 2A. On actionne les treuils 18 pour enrouler une longueur déterminée des câbles 16. La plateforme 7 se rapproche de l'installation 8 d'une distance h et la position moyenne du piston 12a par rapport au corps 11 du vérin descend d'une hauteur h (FIG.2B). En actionnant le treuil -6 (FIG.1), on déroule une longueur suffisante de câble 5 pour que le corps li du vérin descende d'une hauteur h (FIG.2) ctest-à-dire pour que le piston 12a reprenne par rapport au corps 11 du vérin la position moyenne illustrée sur la figure 2A. Les mêmes opérations sont répétées, et on obtient ainsi un déplacement dit "pas à pas" de la charge. Le choix de la valeur h est fait par l'opérateur pour qutà aucun moment le piston 12a ne vienne buter contre la paroi inférieure du cylindre 11 ctest-à-dire que la valeur h sera choisi au plus égale à la différence entre la course possible du piston 12 et la valeur du déplacement relatif des installations. La remontée de la charge est obtenue par la succession inverse des opérations décrites ci-dessus, ces opérations de remontée de la charge pouvant être illustrées respectivement par les figures 2C, 2B et 2A. Comme on peut le constater à partir de ce qui précède, le dispose tif selon l'invention constitue un appareillage indépendant qui peut être fixé à l'extrémité des appareils de manutention qui existent habituellement sur les installations flottantes sans nécessiter de travaux d'adaptation de ces appareils. Des modifications pourront être apportées sans sortir du cadre de la présente invention. En particulier le vérin hydraulique pourra être ren- placé par tout dispositif fournissant une force de traction sensiblement constante tel que les dispositifs utilisés généralement lors des opérations de forage en mer pour soustraire les colonnes de forage au pilonnement des plateformes de forage. Dans le cas où les charges ne sont pas trop importantes, les moyens élastiques pourront être constitués d'au moins un ressort. La figure 3 représente schématiquement un autre mode de réalisation des moyens élastiques pouvant être utilisés en remplacement~du vérin hydr2uli- que représenté sur la figure 1. Ces moyens élastiques comportent un bâti 20 suspendu directement au crochet 9 du moufle mobile 4. Ce bâti porte une ou plusieurs roues dentées, par exemple deux roues 21 entraînées chacune par un moteur hydraulique reversible fournissant un couple constant. Les roues dentées 21 coopèrent avec une crémaillère 22 à laquelle est suspendue la charge 7 par l'intermé- diaire du crochet 14. Le fonctionnement de ces moyens élastiques est indiqué ci-dessous Quand la tension dans les câbles 6 diminue, la barge 1 non repré sentée se rapprochant du fond de l'eau, les roues dentées 21 entrainent la crémaillère 22 vers la haut de la figure maintenant sensiblement constate la tension dans les câbles 16. Quand la tension dans les câbles 16 augmente, la barge 1 s'éloig-ant du fond de l'eau, la crémaillère 22 entraîne les roues dentées 21 en sens inverse, maintenant sensiblement constante la tension dans les cibles 16. La charge 7 est ainsi soustraite aux mouvements relatifs des installations 1 et 6, les opérations de transfert de la charge se faisant "pas à pas" comme indiqué précédemment. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Dispositif pour le transfert d'une charge entre une première installation munie d'un appareillage de manutention de la charge et une deuxième installation, ces deux installations étant mobiles l'une par rapport à l'autre, caractérisé en ce qutil comporte en combinaison des moyens élastiques reliant la charge à l'appareillage de manutention, au moins un câble reliant la charge à la deuxième installation, un treuil sur le tambour duquel s'enroule ledit câble, ledit treuil exerçant constamment sur ledit câble un effort de tension et des moyens de commande adaptés à provoquer l'enroulement ou le déroulement dudit câble sur le treuil. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit treuil est fixé sur la charge. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit treuil est fixé sur la deuxième installation. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques sont constitués par au moins un ressort. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques sont constitués par au moins un vérin alimenté par un fluide sous-pression sensiblement constante, un premier des éléments constituant ce vérin étant directement relié à l'appareillage de manutention de la première installation, la charge étant reliée directement au second des éléments constituant ledit vérin. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit vérin est alimenté par au moins un accumulateur contenant une masse de gaz constante. 7.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit vérin est un vérin hydraulique alimenté par un accumulateur oléopneumatique comportant une masse de gaz constante. 8.- Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques sont constitués par un bâti portant au moins une roue dentée actionnée par un moteur hydraulique réversible délivrant un couple constant et une crémaillère coopérant avec ladite roue dentée, l'un desdits bâti et crémaillère étant directement relié à l'appareillage de manutention de la première installation, l'autre étant directement relié à la charge. 9.- Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques sont constitués par un organe adapté à exercer sur la charge une force de suspension sensiblement constante.