Brevet FR2227171A1 — publié le 19741122

Cette invention concerne la construction de grands éléments de flottaison et concerne spécialement une méthode pour construire des plate formes de forage stabilisées comprenant des colonnes à demi submersibles et d'autres éléments stabilisés à colonne pour l'industrie au large des côtes, constructions faites en une grande plateforme supérieure reposant sur deux ou plusieurs rangées de colonnes, soutenues par deux ou plusieurs coques inférieures qui restent submergées pendant l'opération ayant une poussée suffisante pour maintenir la flottaison de tout l'élément. Du fait de leur forme et de leurs grandes dimen-sions ces plateformes semblent poser des problèmes de construction puisque les chantiers navals classiques n'ont pas la possibilité d'avoir un espace suffisamment grand pour la construction de tels grands éléments. D'ailleurs, la grande hauteur de la plateforme supérieure et de l'équipement qui y est associé augmente le coût de la construction. Cette invention apporte une solution à ces inconvénients en permettant des méthodes à travers lesquelles plusieurs parties d grand élément flottant sont construi Les séparément à des nauteurs habituelles. La construction est effectuée en trois étapes principales. Dans une première étape, on construit les coques et on les met à l'eau. La plateforme supérieure est aussi construite en suivant deux modèles principaux a) construction à cale sur deux flotteurs auxiliaires et mise à l'eau ensuite b) construction sur un groupe de flotteurs auxiliaires qui flottent sur l'eau. Les coques inférieures pourraient aussi être utilisées dans ce but comme des flotteurs auxiliaires. Dans une seconde étape, les coques inférieures de flottaison peuvent être amarées ensemble en eau calme, et en érigeant sur celle-ci les colonnes respectives. A ee moment , on obtient deux éléments flottants. 10) la plateforme supérieure reposant sur des flotteurs auxiliaires 20) les coques inférieures et l'assemblage des colonnes respectives que l'on nommera "infrastructure". Dans une troisième étape, les deux éléments sont plaxés en eau profonde hors du chantier naval. L'infrastruc-- ture est en partie immergée grace à un lestage, il ne reste au-dessus de la surface de l'eau que la partie supérieure des colonnes. La plateforme supérieure est placée aussi.près que possible-des parties supérieures des colonnes. Ensuite en combinaison des moyens mécaniques et en délestant l'infrastructure, les extrémités supérieures des colonnes engagent leur place respective dans la plateforme supérieure une fois que les connexions temporaires sont rendues solides, le délestage de l'infrastructure se poursuit afin d'obtenir une émersion suffisante des colonnes tandis qu'elles soutiennent la plateforme supérieure jusqu'à ce que celle-ci soit hors d'atteinte des vagues. Pendant cette opération, un élément est suffisanment ancré pour empêcher tot mouvement important provenant des courants marins, des vents, etc.. tandis que l'autre élément est déplacé pour s'engager avec le premier élément au moyen de remorqueurs et de treuils etc.. L'espèce de liaison structurelle entre les colonnes et la plateforme supérieure à réaliser, aussi bien que la nature des intempéries, délimite le degré d'utilisation des différents moyens cités ci-dessus pour déplacer les deux éléments, ce qui provoquera leur engagement. autre Selon une/solution de la méthode expliquée ci-dessus la plateforme supérieure est construite sur les coques inférieures qui se substituent au flotteur auxiliaire. En meme temps, les colonnes sont érigées sur les coques inférieures respectives à travers dès trous existant dans la plateforme supérieure étendant les colonnes au-dessus de ladite plateforme supérieure. Dans l'étape suivante ce seul assemblage de flottaison constitué par les coques inférieures, la plateforme supérieure reposant sur celles-ci et les colonnes traversant la plateforme supérieure est remorqué au large en eau profonde. Ensuite, les coques inférieures sont graduellement pistées pour provoquer leur immersion complète. Les colonnes glisseront vers le bas à travers les trous situés dans la plateforme supérieure. Cette plateforme supérieure restera flottante sur leur ou fond étanche/sur les flotteurs auxiliaires. Lorsque les coques inférieures atteignent leur position finale, elles resteront suspendues à partir des colonnes et la partie supérieure des colonnes sera soudée à la plateforme. Finalement le délestage des coques inférieures sera effectué et ainsi la poussée des coques inférieures fera que la plateforme supérieure s'élève au-dessus de la surface de l'eau, jusqu'à ce que l'élément en entier flotte sur les coques inférieures ce qui permet le remorquage hors du chantier naval pour finir les travaux de construction. Pour une meilleure compréhension de la présente invention et pour montrer comment on peut l'effectuer de façon efficace on se réfèrera maintenant, au moyen d'exemples, aux schémas l'accompagnant dans lesquels la figure I montre un diagramme longitudinal d'une plateforme de forage typique. destinée à être construite. la figure 2 montre une coupe transversale de la même plateforme. la figure 3 montre une coupe transversale de l'emplacement de la construction où l'on peut voir la construction progressive de la plateforme supérieure, et l'on y représente ladite plateforme supérieure munie des flotteurs auxiliaires prêts à être mis à l'eau. La figure 4 montre la construction sur l'eau de la même plateforme supérieure, comme une solution alternative. La figure 5 montre une coupe transversale des coques inférieures déjà dans l'eauancrées ensemble et avec les colonnes respectives. La figure 6 montre une coupe transversale de l'assemblage de l'infrastructure décrit sur la figure 5 qui a été placé dans un endroit à eau profonde et en partie immergé grâce à un lestage, ce qui fait qu'il reste au-dessus de la surface de l'eau seulement la partie supérieure des colonnes. La figure 7 montre les positions relatives de l'infrastructure et de la plateforme supérieure, prêtes à l'assemblage final des deux éléments. La figure 7tua) montre une autre solution que celle décrite dans la figure 7, dans laquelle certains flotteurs auxiliaires secondaires ont été fixés aux parties supérieures des colonnes pour améliorer la stabilité de l'infrastructure en partie immergée. La figure 7 (b) montre encore une autre solution que celle décrite dans la figure 7, dans laquelle on a changé les positions relatives entre l'infrastructure et la plateforme supérieure, et de ce fait le mouvement de rencontre est effectué perpendiculairement à la direction décrite dans la figure 7. La figure 8 montre une coupe transversale d'une autre possibilité, dans laquelle la plateforme supérieure est construite à l'eau, plateforme reposant sur les coques inférieures déjà construites et flottantes. La figure 9 montre l'assemblage décrit dans la figure 8 , qui a été déplacé dans cet endroit à eau profonde et l'immersion des coques inférieures a été provoquée grâce à un lestage. La figure 10 montre l'assmblage décrit dans la figure 9, dans laquelle le délestage a été effectué pour provoquer l'émersion et de ce fait l'élément en entier flotte sur les coques inférieures, dans des conditions de remorquage. Si l'on considère les figures 1 et 2 mentionnées ci-dessus on y décrit une plateforme de forage, au moyen d'exemples. Deux coques inférieures "1" donnent la poussée nécessaire. Sur chaque coque inférieure se trouvent trois colonnes verticales "2" Sur les so,nlets des six colonnes, repose une plateforme supérieure "3". Les coques inférieures s'ancrant ensemble, on représente trois éléments transversaux "4", Bien que ces éléments décrits ci-dessus soient les composants habituels de base des plateformes de forage et d'autres éléments stabilisés à colonne semi-submersible, le nombre et la disposition de ces composants peuvent varier un peu selon les differents modèles. I1 existe des éléments munis de quatre coques inférieureslongitudinales, ou plusieurs coques inférieures individuelles, une par colonne, disposées selon un triangle ou m pentagone. Le nombre des colonnes verticales peut aussi varier, Le nombre et la position des él:ner,ts d'ancrage "4" est aussi va rible; la position diagonale est fréquente et parfois on les supprime. En se référant maintenant à la figure 3, un élément allongé "5" est construit dans chacun des deux emplacements "6" adjacent réservés à la construction ou dans d'autres chantiers navals disponibles. Une plateforme supérieure "3" est ensuite construite sur les éléments allongés. On peut incorporer dans la plateforme "-3" un matériel de forage ou un autre équipement On fait glisser les-élém nts allongés "5" et la plateforme "3-", qui forment ensmble une première structure hors des empla 1111 La céments "6" sur des glissières "7". La première structure est mise à l'eau et flotte tout en reposant sur les flotteurs auxiliaires 5. Une fois à l'eau, la première structure peut être amarrée à un quai pour de plus amples travaux de construction. En se référant à présent à la figure 4, on y montre la construction à l'eau de cette première structure. A ce propos, on prépare une base-)de flottaison grâce aux flotteurs auxiliaires "5", ancrés ensemble par des éléments transversaux, pour obtenir un treillis flottant, sur lequel on peut construire la plateforme supérieure "3", grâce à une grue flottante "8". En même temps, on peut construire les coques inférieures "1", soit dans les emplacements "6", soit dans d'autres endroits ou encore dans dtautres chantiers navals. En se référant maintenant à la figure 5, on y décrit les coques inférieures "l" à l'eau et le montage des colonnes "2" prend place. Si les coques inférieures n'ont pas une stabilité suffisante pour supporter le poids des colonnes sans danger de retournement, alors il est nécessaire d'ancrer ensemble les deux coques inférieures avec des éléments transversaux "4" avant de procéder au montage des colonnes. Ces éléments transversaux "4" sont définitifs ou temporaires, s'ils n'existent pas dans la construction finale.A cette étape, la construction de la deuxième structure, nommée infrastructure , est finie. Dans certains types de plateformes, l'infrastructure n'est pas un seul élément, mais peut être divisée en deux ou plusieurs éléments indépendants, chacun ayant une stabilité suffisante pour réaliser les travaux cités ci-dessus. En se référant maintenant à la figure 6, l'infrastructure ou les éléments d'infrastructure ont été remorqués à un endroit en eau profonde; ensuite, grâce à un lestage, l'infrastructure a été en partie immergée, jusqu'à ce que seules les parties supérieures des colonnes restent au-dessus de la surface de 1 'eau, La plateforme supérieure est remorquée au même endroit, et placée aussi près que possible des extrémités supérieures des colonnes, comme on le montre sur la figure 7. Ensuite, en combinant des moyens mécaniques et en delestant l'infrastructure ou les éléments d'infrastructure, on provoque l'engagement is extrémités supérieures des colonnes à leurs places correspondantes dans la plateforme supériere.Une fois que les connexions temporaires sont rendues solides, le délestage de l'infrastructure se poursuit, pour obtenir une immersion des colonnes, tandis qu'elles soutiennent la plateforme supérieure, jusqu'à ce que la plateforme supérieure soit hors d'atteinte des vagues. Dans le cas de l'infrastructure à l ou plusieurs éléments, ayant une stabilité inadéquate lorsqu'ils sont partiellement immergés, on peut y fixer quelques flotteurs auxiliaires pour résoudre le problème. Dans la figure 7(a) est décrit un exemple de ces flotteurs auxiliaires "lO" qui ont été fixés le long de la partie supérieure des colonnes. Ces flotteurs auxiliaires conviennent particulièrement lorsque les coques inférieures ne sont pas suffisamment ancrées ensemble, Dans la figure 7(b) on montre un exemple de l'opération dans lequel est changée la direction du mouvement relatif entre la plateforme supérieure etles éléments d'infrastructure. Dans ce cas, les flotteurs auxiliaires "5" pénètrent entre les colonnes "2" perpendiculairement à la direction montrée dans la figure 7. Le fonctionnement de l'assemblage cité ci-dessus exige habituellement la disponibilité d'emplacement abrité où l'eau est profonde, mais pas très éloignés du chantier naval. Si ces endroits ne sont pas disponibles on peut choisir la solution alternative des figures ô, 9 et 10, solution qui permet une immersion partielle de l'infrastructure dans des endroits ouverts et en eau profonde. Dans une première étape, les coques inférieures "1" sont construites et mies à l'eau; après, elles sont ancrées ensembles grâce à des éléments transversaux "4" ou des poutres temporaires, pour obtenir une base de construction flottante, semblable à celle décrite dans la figure 4. Sur cette base flcttante, la plateforme supérieure "3" et les colonnes "2" sont construites, d'une façon semblable à celle décrite dans la figure 4, avec la seule particularité que les colonnes "2" traversent la plateforme supérieure "3" soit par des trous correspondants "9" soit par des moyens temporaires de qlissement, que l'on ne montre passur la figure 8. Quand la contruction de la plate forme supérieure et les travaux d'agencement sont finis, l'élément en entier est remorqué dans un adroit en eau profonde l'infrastructure est lestée pour obtenir une immersion des coques inférieures, jusqu'à ce qu'elles atteignent la position montrée sur la figure 9. Pendant l'immersion des coques inférieures "1", les colonnes "2" glissent vers le bas à travers les trous ou les itinéraires "9" , jusqu'à ce qu'elles atteignent leur position finale dans laquelle la partie supérieure des colonnes est soudée au pont de la plateforme supérieure; les travaux de soudure se poursuivent jusqu'à ce que la soudure finale entre les deux parties soit achevée. Pendant cette opération, l'élément en entier a une stabilité adéquate due au fait que la plate forme supérieure reste flottante sur son fond. Si ce fond n'est pas étanche, la plateforme supérieure peut rester flottante sur des flotteurs auxiliaires (non décrits sur la figure-9) de la même façon quelle décrite dans la figure 4. Dans une étape finale, on effectue le délestage de l'infrastructure, pour provoquer l'immersion des colonnes qui soutiennent la plateforme supérieure, jusqu'à ce que tout l'élément atteigne la condition de remorquage montrée sur la figure lO, ce qui permet pendant le transport jusqu'au chantier naval de finir les travaux de construction REVENDICATIONS 1. Méthode de construction d'un grand élément flottant, lequel élément comprend une plate forme supérieure soutenue par des colonnes qui sont portées sur des coques inférieures, ayant une poussée nécessaire pour maintenir la flottaison de tout l'élément r méthode comprenant les étapes suivantes - construction de nombreux composants qui constituent le grand élément flottant - flottaison des coques inférieures et de la plateforme supérieure, de telle façon que le fond de la plate forme su périeure reste au-dessus de l'eau - déplacement de l'élément ou des éléments jusqu a un emplacement en eau profonde - immersion partielle des coques inférieures et colonnes par lestage jusqu'd ce que seules les parties supérieures des colonnes restent au-dessus de l'eau";; - raccordement de l'extrémité supérieure des colonnes à la plateforme supérieure au-dessus du niveau de l'eau - délestage des coques inférieures et des colonnes pour faire monter la plate forme supérieure soutenue par les colonnes. 2. Méthode de construction d'un grand élément flottant selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la plateforme supérieure reposant sur des flotteurs auxiliaires forme une première structure de flottaison. La pluralité des colonnes de soutien sur les coques inférieures respectives forment une deuxième structure de flottaison. Les deux structures sont placées dans un endroit'en eau profonde. La deuxième structure est en partie immergée grâce à un lestage jusqu'à ce que seules les parties extrêmes supérieures des colonnes restent au-dessus de l'eau. Les deux structures sont déplacées ensemble, pour permettre l'assemblage. Grâce à une combinaison de moyens mécaniques et un délestage de la deuxième structure, les colonnes peuvent s'engager dans la plateforme supérieure. 3 - Méthode de construction d'un grand élément flottant selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la pluralité des colonnes de soutien sur les coques inférieuresrespectives forment une pluralité secondaire d'éléments fiottants. Chaque élément de la pluralité secondaire des éléments de flottaison est en partie immergé grâce à un lestage jusqu'à ce que seules les parties'supérieures de chaque colonne restent au-dessus de l'eau. Tous les éléments sont déplacés ensemble, pour permettre l'assemblage. Grâce à une combinaison de moyens mécaniques et un délestage des éléments secondaires, les colonnes peuvent s'engager dans la plateforme supérieure. 4 - Méthode de construction d'un grand élément flottant selon les revendications 2 ou 3, caractérisé pr le fait que la plateforme supérieure est construite en plaçant les parties structurelles des composants sur une base flottante. cette base flottante étant forméepar des flotteurs auxiliaires reliés grâce à des éléments transversaux; cette base flottante sert aussi com 'me transporteur de la platefqrme, ce qui permet leur mouvement jusqu'à l'emplacement désiré en eau profondipour l'assemblage avec les colonnes. 5 - Méthode de construction d'un grand élément flottant selon les revendications 2 ou 3, caractérisée par le fait que la plateforme supérieure est construite sur deux éléments allongés et espacés l'un de l'autre qui sont chacun placés dans un emplacement respectif, et ensuite on fait glisser les éléments allongés hors de leur emplacement jusqu'à i'eau, de sorte que la plateforme supérieure est portée sur les élémentsallongés de flottaison qui agissent comme des flotteurs auxiliaires. -6 - Méthode de construction d'un gland élément flottant selon les revendications 4 ou 5, caractérisée par le fait que les coques inférieures sont construites individuellement et mises à l'eau. Lesdites coques inférieures sont déplacées, flottant dans des eaux calmes, jusqu'à des positions relatives désirées et ensuite elles sont ancrées ensemble, en formant un ou plusieurs éléments de flottaison avec une stabilité améliorée. Les colonnes sont dressées sur les coques inférieures respect i- ves. L'élément ou les éléments ancrés comprenant les coques inférieures et les colonnes respectives sont transportées dans un endroit voulu en eau profonde pour l'assemblage avec la plateforme supérieure. 7 - Méthode de construction d'un grand élément flottant selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les coques inférieures sont construites individuellement et mises à 1 'eau. Lesdites coques inférieures sont amenées en flottant sur des eaux calmes, à des positions relatives désirées et ensuite elles sont ancrées ensemble, en formant une base de construction flottante, Sur cette base de flottaison, la plateforme supérieure est construite en plaçant les parties structurelles des composants. Les colonnes sont aussi dressées sur les coques inférieures respectives. Les colonnes peuvent passer à travers la plateforme supérieure, grâce à des trous adéquats ou le long de moyens temporaires de glissement L'élément flottant formé par les coques inférieures ancrées, les colonnes et la plateforme supérieure est amenée dans un endroit voulu en eau profonde. Les composants de 1 'in- frastructure sont lestés pour provoquer l'immersion des coques inférieures; jusqu'à ce que leur position finale la plus basse soit atteinte. Les extrémités supérieures des colonnes sont soudées aux endroits respectifs dans la plateforme supérieure. Enfin, tout l'élément peut s'élever en délestant les composants de l'infrastructure, jusqu'à ce que l'élément puisse être remorqué.