Brevet FR2267973A1 — publié le 19751114

la présente invention concerne un appareil de manutention, utilisé pour transferer des charges d'un point à un autre. Cet appareil est plus particulièrement destiné au cas ou' la charge doit être transportée d'un premier point pouvant se déplacer de façon totalement libre à un autre point pouvant, lui aussi, se déplacer de façon totalement libre, comme ce peut etre le cas lorsque l'on transfère des charges d'un bateau sur un autre, les bateaux se déplaçant sur des trajets sensiblement parallèles. Dans une forme connue d'appareil pour transférer des charges entre des navires, un câble aérien est maintenu sous tension entre les deux bateaux et un moufle, auquel est fixée la charge, est tiré d'un bateau à l'autre. Il est extrememeet difficile de maintenir le cible aérien à la tension correcte pour transférer la charge sans qu'elle soit immergée dans la mer, et pour empêcher des oscillations inacceptables risquant d'endommager la charge Le même type de problème se rencontre lorsqu'il s'agit de trans férer des charges d run bateau de ravitaillement à, par exemple, une plate-forme de forage pétrolier. Dans ce cas, on a proposé d'utiliser une grue montée sur la plate-forme.Dans cette disposition, on amène la grue à l'aplomb du bateau de ravitaillement, puis on fixe la charge et on la lève jusqu'à la plate-forme. aeci constitue une opération difficile car le bateau peut se déplacer daiis les trois dimensions et si la mer est mauvaise, il peut y avoir beaucoup de dégâts. En cas de grain il devient impossible de transférer les charges. La présente invention vise un appareil permettant de transférer effectivement les charges de manière simple dans les conditions difficiles précitées. A cet effet, appareil de manutention, selon la présente invention, pour transférer une charge entre deux emplacements, est carac térisé par le fait qu'il comporte un élément indéformable agencé pour être monté pivotant à sa base, en l'un des deux emplacements, un élément de liaison articulé an sommet dudit élément indéformable et ayant lui-meme une extrémité libre agencée pour être articulée au deuxième emplacement, un ensemble de cabales porteurs raccordant l'élément indéformable et l'élément de liaison pour supporter la charge à transférer entre les deux emplacements, et des treuils pour commander lesdits cabres porteurs en vue du transfert d'une charge de l'un de ces emplacements à l'autre. On va maintenant décrire, à titre d'exemple seulement, der réa lisations de l'invention, en liaison avec le dessin joint sur lequel : - la figure 1 représente une première forme de réalisation dwun appareil de manutention comprenant trois treuils - la figure 2 représente une deuxième forme de réalisation avec quatre treuils - la figure 3 représente une troisième forme de réalisation de l'invention, dans laquelle le troisième montant rigide des réalisations des figures 1 et 2 est remplacé par un élément de liaison souple ; et - la figure 4 est une vue détaillée du dispositif de commande de la position du crochet utilisé dans l'appareil de la figure 3. En se reportant maintenant à la figure 1, un appareil de manutention comprend un premier élément indéformable ayant la forme d'un bSti rigide en forme de A constitué par deux montants divergents 3, 4, dont les extrémités inférieures sont articulées sur le pont 5 d'une plate-forme de forage pétrolier. Les autres extrémités des montants convergent au sommet 3. les deux montants 3, 4 sont raccordés entre eux par une entretoise 6 de façon à compléter la structure en A. Cette structure peut pivoter autour des articulations à la base des montants 3 et 4 sous l'action de vérins de commande hydrauv liques raccordés aux montants, de telle sorte que le sommet B peut décrire un arc en basculant vers l'extérieur au-dessus de la mer. Un élément de liaison, sous la forme d'un troisième montant rigide 7, est fixé au sommet B par un joint universel à rotule, et ce troisième montant 7 peut titre orienté dans tous les sens autour du sommet B. L'extrémite libre du troisième montant rigide 7 peut être montée sur un bateau de ravitaillement 8, également par l'intermédiaire d'un joint universel à rotule, de sorte que son extrémité libre peut etre orientée dans toutes les directions par rapport à son montage sur le bateau. Ainsi, le bateau de ravitaillement 8 est raccordé à la plateforme de manière à pouvoir se déplacer librement, à l'intérieur de limites déterminées, à une distance de sécurité de la plate-forme. Trois treuils 9, 10 et Il sont montés sur le pont 5 de la plateforme. Un cible de levage 12 partant du treuil 9 passe sur une poulie 13 au sommet B et va à un crochet 14 qui porte une charge 15. Un cible de contre-tension 16, partant du treuil 10, va jusqu'su crochet 14 en passant sur une poulie 17 fixée au voisinage de I' extré- mité inférieure du troisième montant 7, et un cible de halage 18, partant du treuil 11, va directement au crochet 14. Les treuils 9 et 11 sont pratiquement alignés sur l'axe de pivotement de la base du bâti en A de telle sorte qu'une variation de l'inclinaison de ce bati n'exige pas de réglage des longueurs des cibles 12 et 18.Il est donc clair qu'on peut maintenir le crochet 14 positivement dans deux plans si l'on applique des tensions appropriées sur les trois câbles 12, 16 et 18. Pour commander le fonctionnement des trois treuils, on utilise de façon connue un ensemble de commande 19 avec un seul levier de commande 20 sous forme de manche à balai. Pour mettre l'appareil en service, un crible est tiré de la plate forme au bateau de ravitaillement 8. Le bateau de ravitaillement8 tire alors vers lui l'extrémité libre du troisième montant rigide 7. On laisse ensuite s swineliner les montants 3, 4 du bati en A vers le na- vire 8 sous la commande de la contre-pression exercée par les vérins de commande hydrauliques. Au fur et à mesure que le troisième montant 7 est halé vers le bateau, il emmène avec lui la poulie 17 et le cible de contre-tension 16 qui se déroule du treuil 10.Si on le désire, on peut s'arranger pour que l'extrémité libre du troisième montant 7 coopère automatiquement avec une ferrure sur le bateau 8, de façon à nrexiger aucun réglage manuel. Du fait quwun joint à rotule est monté au sommet des trois montants 3, 4 et 7 et aussi au point de raccordement -du troisième montant 7 avec le bateau 8, ce dernier peut se déplacer dans diverses directions par rapport au pont de la plate-forme. Si on désire maintenant transférer la charge 15 entre le bateau 8 et le pont 5 de la plate-forme, il suffît d'actionner le levier de commande 20,de telle sorte que le treuil 9 lève la charge 15 par l'intermédiaire du crible de levage 12 et qu'en mtme temps, on applique une contre-tension aux cibles des treuils 10 et 11. Afin de déplacer la charge levée vers la plate-forme, on actionne le levier de commande 20 pour exercer une tension par le treuil il et, automati quenent, les contre-tensions correctes par les deux autres treuils 9 et 10. Le degré d'écartenent du levier de commande 20 par rapport au centre ou point neutre règle la vitesse du ou des treuils consi dérés. La variation de vitesse peut être continue et peut dtre modifiée de zéro à la vitesse maximale. Le bati A est ramené en arrière simplement en inversant les opérations de mise en place et le bateau 8 fournit la contre-tension au câble t6 à mesure que le bai en A est raraené à sa position de repos. Dans une variante de l'invertion, représentée sur la figure 2, on utilise outre treuils, à savoir les treuils 21 et 22, 23 et 24. Dans cette disposition, les treuils 21 et 22 sont identiques à ceux décrits sur la figure t et le treuil 11 de cette réalisation est remplacé par deux treuils 23 et 24. Les cibles de contre-tension 25 partent des deux treuils 23 et 24 et cette disposition sert à maintenir la charge sous contrôle dans les trois dimensions, au lieu des deux dimensions seulement de la réalisation précédente. Dans une autre réalisation de l'invention, représentée sur les fisures 3 et 4,un bti rigide 29 constitué par deux montants divergents 30 et 31 pivote autour des extrémités inférieures de ces montants sur le pont 32 d'une plate-forme Le pivotement du bâti est commandé par deux vérins hydrauliques 33 raccordés chacun à un montant Q, 31. Un ensemble à plusieurs poulies (ici trois poulies 34, 35 et 36) est porté au sommet du bati 29. Partant d'un treuil 37 sur le pont 32,un câble souple de manoeuvre 38 passe autour d'une poulie 39 alignée sur l'axe de pivotement des montants 30 et 31, et ensuite vers le haut jusqu'au sommet du bati 29 où il passe sur la poulie 34. De cette poulie,le câble 38 va jusqu'à un bateau de ravitaillement 40 auquel, comme on le voit mieux sur la fig. 3, son extrémité libre est raccordée par un crochet 41 au point de liaison 42 d'un ensemble de câbles auxiliaires de commande de position montés sur le bateau0 Il est clair que le cible de manoeuvre 38 constitue un élément de liaison souple qui remplace l'élément rigide constitué par le troisième montant rigide 7 représenté sur les réalisations des figures 1 et 2. D'ensemble de capables surale bateau, auquel le cible de manoeuvre 38 est raccordé à la jonction 42, est- représenté sur la fig. 4. Cet ensemble comporte deux chariots 43,44 pouvant se déplacer chacun sur rails parallèles écartés 43a,44a,portés par le bateau.Chaque chariot 4D,44 comprend une poulie 45,46 autour de laquelle passe un câble 47, 48 en provenance d'un treuil 49, 50, les cibles 47 et 48 se rencontrant à la jonction 420 Une contre-tension est appliquée sur chaque chariot 43,44 par un cible 51,52 provenant de treuils 53,54 et passant autour -de poulies fixes 55,56. On prévoit également trois treuils supplémentaires 57,58 et 59 correspondant aux treuils 9,10 et 11 de la réalisation de la figure 1. Un cible de levage 60 partant du treuil 57 passe autour d'une poulie 61 alignée sur lasse de pivotement du tAti et au-dessus de la poulie 36 au sommet du bSti,pour aller de là à un crochet 62 auquel est fixée la charge 63. Un câble de contre-tension 64 partant du treuil 58 passe autour d'une poulie 65 alignée sur l'axe de pivotement du bats, sur la poulie 35 au sommet du bats, autour d 'une poulie 66 portée par un bras ou un cable 67 articulé sur le crochet 62, autour d'une poulie 68 fixée au voisinage de l'extrémité libre du câble de manoeuvre 78 et, de là, au crochet 62. Un cible de halage 69 partant du treuil 59 va directement au crochet 62 en passant sur un rouleau 70 monté sur le bord du pont 32 de la plateforme et voisin de 11axe de pivotement du b & i. Si on le désire, on peut remplacer le seul treuil de halage 59 par deux treuils ; dans ce cas, comme on l'a figuré en tirets sur la figure 3, des cibles partiraient de chacun de ces treuils de halage jusqu'au crochet 62 afin d'effectuer la même commande que celle prévue dans la réalisation de la figure 2. Le fonctionnement de l'appareil des figures 3 et 4 est de façon générale similaire à celui déjà décrit en liaison avec les réalisations précédentes. Le cabale de manoeuvre 38 est raccordé à la Jonction 42 de l'en- semble de cibles de commande de la position du crochet sur le bateau de ravitaillement et ce câble 38 est maintenu sous tension par l'ap- plication appropriée de forces sur le bâti par les vérins hydrauliques 33. On notera que ces forces doivent être suffisantes pour encaisser les composantes du poids de la charge. Ces forces sont, dans le cas où le bati travaille près de la verticale, plus faibles que lorsque le bâti travaille au voisinage de l'horizontale. En commandant le fonctionnement des treuils 49, 50, 53 et 54 sur le bateau de ravitaillement, on peut faire varier, longitudinalement, transversalement et en hauteur, la position de l'extrémité libre du cible de manoeuvre 38 par rapport au pont du bateau. Ceci permet de disposer le crochet porteur de charge 62 de l'appareil directement au-dessus d'une charge à transférer, et d'attacher alors la charge comme on le voit sur la figure 3o Le cible 38 détermine essentiellement une longueur fixe déterminée depuis le sommet du bti jusqu'au bateau de sorte que, lors du déplacement relatif entre le bEti et le bateau du fait des vagues, le sommet ajuste sa position pour maintenir cette longueur à sa valeur déterminée. Lorsque la charge 63 est située en-dessous du sommet du bAti 29, un actionnement approprié des treuils 57, 58 et 59 pernet de lever la charge du bateau et de la transférer sur une zone de déchargement sur le pont 32 entre les montants du bats. Si on le désire, cette opération peut s'accompagner d'un déroulement du câble de manoeuvre 38 pour permettre au bati de basculer vers une position voisine de la verticale, ce qui réduit les forces nécessaires pour supporter le bâti. Il n'est pas essentiel de prévoir la poulie 66 pour le cible de contre-tension 64, mais, dans une telle disposition, la combinaison de la charge s'exerçant sur le bras 67 et de la charge s'exerçant dans le cible de levage 60 donne une composante de forces plus pro che de la verticale et pouvant en conséauence être utilisée pour lever la charge 63 verticalement sans déplacement horizontal simultané excessif. On notera que la disnosition décrite sur les figures 1 et 2, dans laquelle on utilise un élément indéformable, sous la forme du montant 7, peut fonctionner très facilement lorsqu'il nty a pas de mouvement relatif excessif entre la plate-forme et le bateau. Cependant, de telles dispositions rigides ont des limitations, notamment dans des conditions sévères et, dans ces conditions, on préfère la disposition des figures 3 et 4 utilisant un élément structural souple sous la forme du cible de manoeuvre 38.Par exemple, l'extrémité libre du câble souple 38 peut être plus facilement fixée sur le bateau et si celui-ci doit sortir d'une limite déterninde, le cible 38 peut être facilement détaché et la charge reste soutenue par le beys. En outre, l'absence de liaison rigide entre le bai et le bateau ne retire à ce dernier aucune de ses possibilités de manoeuvre. Si on le désire, la structure du bâti décrit précédesment peut avoir des formes variées. Par exemple, on peut le remplacer par un montant unique supporté de façon appropriée sur la plate-forme. On notera que les réalisations décrites ci-dessus permettent de lever une charge entre le bateau et le pont d 'une plate-forme de forage pétrolier, même dans les conditions les plus sévères. Au fur et à mesure que la charge est transférée sur la plate-forme, les mouvements exercés sur la charge-par les mouvements du bateau diminuent jusqu'8 disparattre bisque la charge se trouve sur la plate-forme. Par ailleurs, il est évident que, si on le désire, on peut utiliser cet appareil pour transférer des charges entre des équipements autres qu'un bateau ou une plate-forme de forage. Par exemple, l'appareil peut être monté entre deux bateaux. - REVENDICATIONS t.- ppareil pour transférer une charge entre deux emplacements, caractérisé ar le fait qu'il comporte un élément indéformable agencé pour être monté pivotant à sa base, en l'un des deux emplacements, un élément de liaison articule au sommet dudit élément indéformable et ayant lui-même une extrémité libre agencée pour dtre articulée au deuxième emplacement, un ensemble de câbles porteurs raccordant l'élément indéformable et l'élément de liaison pour supporter la charge à transférer entre les deux emplacements et des treuils pour commander lesdits cales porteurs en vue du transfert d'une charge de l'un de ces emplacements à l'autre. 2.- Appareil selon la revendication 1, dans lequel l'élément de liaison est un montant rigide allongé dont une extrémité est montée sur le sommet dudit élément indéformable de façon à pouvoir pivoter dans toutes les directions par rapport à celui-ci, et dont l'autre extrémité est agencée pour entre montée au deuxième emplacement de façon à pouvoir pivoter dans toutes les directions. 3.- Appareil selon la revendication 1, dans lequel l'élément de liaison est un cible souple agencé pour s'étendre de l'élément indéformable au deuxième emplaceaent, et des moyens de tension agissent sur.l'élément indéformable pour maintenir le cabre souple sous tension. 4.- Appareil selon la revendication 3, dans lequel les moyens de tension comprennent un ou plusieurs vérins à commande par-fluide. 5.- Appareil selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel le câble souple est déroulé d'un treuil situé au premier emplacement et passe sur une poulie au voisinage du sommet de l'élément indéfor- mable. 6.- Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'ensemble de cibles comporte un élément coopérant avec la charge, un premier câble de levage commandé par treuil raccordé à cet élélent pour le déplacer vers le haut, au moins un deuxième câble de halage actionné par un treuil raccordé à cet élément pour le déplacer latéralement, et un troisième cible à commande par treuil raccordé à cet élément polir exercer sur lui une contre-tension et stabiliser une charge fixée à cet élément au cours de son transfert du premier emplacement au deuxième. 7.- Appareil selon la revendication 6, dans lequel le premier c ble de levage part de son treuil, passe autour d dune poulie adjacente au sommet de l'élément indéformable, et descend ensuite jusqutà l'élément coopérant avec la charge. 8.- Appareil selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel le deuxième cible de halage-- va pratiquement directement de son treuil à l'élément coopérant avec la charge. 9e- Appareil selon l'une des revendications G à 8, dans lequel le troisième câble de contre-tension part de son treuil, passe autour d'une poulie adjacente au sommet de l'élément indéformable, puis autour d'une poulie adjacente à l'extrémité libre de l'élément de liaison, pour aller jusqu l'élément coopérant avec la charge. tO.- Appareil selon la revendication 9, dans lequel l'élément coopérant avec la charge comprend une poulie autour de laquelle passe le troisième câble de contre-tension entre la poulie adjacente au sommet de l'élément indéformable et la poulie adjacente à l'extrémité libre de l'élément de liaison. 11.- Appareil selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel des moyens sont prévus au deuxième emplacement pour commander la position de l'ensemble de cabres porteurs par rapport à une charge à transférer à partir de ce deuxième emplacement, ces moyens de commande de position comportant un ou plusieurs premiers cabales auxi- liaires commandés par un tre1li1,surlequel au sur lesquels 1 'extrémité libre de l'élément de liaison peut étre fixée, des chariots coulissants munis d'une poulie autour de laquelle passe le ou les cibles auxiliaires et un ou plusieurs deuxièmes câbles auxiliaires à commande par treuil pour exercer une contre-tension sur les chariots, grâce à quoi le fonctionnenent des treuils commandant les premier et deuxième cibles auxiliaires peut déplacer l'extrémité libre de l'élément de liaison dans le sens du déplacement des chariots ou transversalement à celui-ci.