Brevet FR2259746A1 — publié le 19750829

La présente invention se rapporte à un dispositif de propulsion pouvant être fixé et retiré pendant l'exécution de travaux, pour des engins de travail flottants, notamment pour les plates-formes de forage semi-submersible,à mise en position dynamique. On connalt des dispositifs de poussée transversaux sous différentes constructions, qui servent à améliorer les capacités de manoeuvre sur la mer, dans les ports et dans des cas exceptionnels, notamment pour les navires de recherche ou analogue. Ces installations se composent sensiblement d'une hélice comme unité de poussée et d'un moteur d'entrainement associé. Elles sont plus particulièrement montées dans un tunnel s'étendant transversalement par rapport à l'axe longitudinal du navire, à la poupe ou à la proue des véhicules. Par ailleurs, on connais des dispositifs d'entra1nement auxiliaires pouvant être sortis de la carêne ou coque du navire, dont les unités de poussée sont pivotantes, si bien que le jet d'eau peut etre orienté dans toutes directions horizontales. les unités de poussée précitées comportent non seulement des hélices à pales fixes mais également des hélices à pas variables. Depuis que l'on construit et que l'on utilise des unités flottantes pour la recherche et l'exploitation des gisements de pétrole et de gaz en dessous de la surface de la mer, on emploie les organes de position connus servant d'auxiliairoe.de manoeuvre à bord de ces véhicules spéciaux. les dispositifs de propulsion précités servaient essentiellement d'entra1nement auxiliaire pour appuyer le remorquage et décharger les systèmes d'ancrage. Comme type particulier de ces véhicules spéciaux, on a plus particulièrement développé les plates-formes de forage semi-aihnersibles qui vis-à-vis des véhicules présentant une forme de navire conventionosle préseSent l'avantage essentiel de suivre l'amplitude des vagues de manière très faible et ainsi d'offrir de meilleures conditions pour permettre l'exécution de forage en mer, même dans des conditions météorologiques extrêmement mauvaises. les plates-formes semislbeersiblessont non seulement utilisées comme plates-formes de forage flottantes mais également comme dispositifs pour la pose de canalisations et le cas échéant comme drague occéanique ou dispositif de remplayage hydraulique ainsi que comme appareil extincteur. Toutes les plates-formes semi-atmersibles sont extrêmement compliquées au point de vue technique, liées à des frais de fabrication très élevés qui ne peuvent être amortis que par une utilisation ininterrompue absolument sans panne . Par ailleurs, les plates-formes semi-atmersibles en raison de leur conception technique et de leurs très grandes dimensions sont difficiles à faire entrer au docks pour permettre l'exécution de travaux ultérieurs d'entretien après leur mise en service. Il en résulte que tout appareil qui a des tâches importantes à remplir à bord d'une plate-forme semi4ubmersible, notamment de -forage, doit disposer d'une sécurité de jonction nement extrêmement importante.Par ailleurs, on doit avoir la possibilité de réaliser entrer les travaux d'entretien périodiques et les révisions avec des moyens du bord. Cette exigence s'applique tout particulièrement aux organes de propulsion des plates-formes semi Le but de la présente invention est de configurer une unité de propulsion du type précité de manière à ce qu'elle puisse être démontée sans devoir entrer au dock, de manière simple et sûre, -avec les moyens du bord, pour les travaux d'entretien pour être ensuite à nouveau fixée, si bien que l'unité flottante, notamment la plate-forme de forage semikubmersible positionnée de façon dynamique, peut poursuivre son exploitation sans aucune interruption. La solution conforme à l'invention est caractérisée en ce que le dispositif de pro-pulsion est fixé à l'extérieur du volume de déplacement de l'engin de travail flottant dans une cellule étanche à l'eau accessible de l'intérieur, la fixation formant un assemblage de force. Dans une autre configuration de l'invention, on propose de pourvoir la cellule d'un trou d'homme étanche l'eau pouvant être fermé, d'un dispositif d'épaisement de cale ainsi que d'une boîte presse-étoupe étanche à l'eau pour permettre le passage de canalisations d'amenée pour la commande de propulsion. Il est particulièrement avantageux que la cellule soit disposée à l'intérieur du volume de déplacement de l'engin de travail flottant ou du navire.L'unité de propulsion peut comporter un socle de fixation qui comporte une bride présentant un orifice de passage pour les canalisations d'alimentation, cette bride pouvant être reliée de manière étanche par un assemblage de force à la cellule, tandis que les éléments de jonction assurant l'étanchéité, de l'extérieur de la cellule- et du volume de déplacement du navire, et les éléments de jonction assurant la commande par influence de la gravité sont accessibles par contre à l'intérieur de ladite cellule. -La bride du socle de fixation peut être fermée avec une plaque d'étanchéité qui comporte des boites presse-étoupe étanches à l'eau pour les canalisations d'alimentation, ou il est encore possible de fermer ladite bride avec une plaque étanche sans presse-étoupe. pour les canalisations d'alimentation. Par ailleurs, le coté de l'élément recevant le socle de fixation peut être fermé avec une plaque étanche avant que l'an retienne l'unité de propulsion, Si bien que- le volume intérieur de la cellule ne peut pas être rempli par-l'eau pénétrant de L'extérieur. Comme unités de prop'ulsion, on peut utiliser des hélices avec des moteurs sous-marins associés comme organes d'entrainement et également des hélices dont le moteur d'entraînement est disposé à l'intérieur du volume de déplacement des unités flottantes, la jonction entre les deux pièces étant assurée par un engrenage conique ou angulaire.Dans ce dernier cas, on a prévu à l'intérieur de la cellule l'accouplement de l'arbre des pignons de l'engrenage avec l'arbre d'entrainement du moteur d'entratnement, l'arbre moteur traversant la paroi de la cellule étant rendu étanche à l'eau par une bolte presse-étoupe auxiliaire L'avantage correspondant de la disposition et de la configuration conformes à l'invention des unités de propulsion, réside dans levait que ces unités pour-leur entretien, peuvent être démontées à bord et levées sur le pont avec les moyens du bord, pour être à nouveau fixées après exécution des travaux d'entretien, sans que le fonctionnement de l'unité flottante complet ne soit perturbé.Par ailleurs, par rapport aux constructions conventionnelles, c'est-à-dire à la disposition d'une unité de poussée dans un canal tranversal, l'invention présente l'avantage qu'aucun volume pour l'élévation ne doit bas culer et que l'on empêche la construction coûteuse d'un tunnel. Au cours de la fixation d'une unité de propulsion à la partie supérieure d'un flotteur ou d'une colonne de support, on évite simultanément le risque de toucher le fond lors du halage d'un élément semi-immergé en eau peu profonde. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicativequi va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant divers modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 montre la disposition d'une unité de propulsion sur un élément flottant; --la figure 2 montre la disposition d'une unité conforme à la figure 1, toutefois avec un autre dispositif obturateur; et - la figure 3 fait apparaître la disposition d'une unité de propulsion sur un élément flottant, dont le moteur d'entratne- ment est prévu à-l'intérieur du volume de déplacement. L'unité de propulsion montrée à la figure 1 se compose d'un moteur électrique sous-marin à courant triphasé 1, d'un engrenage réducteur 2, d'un logement d'hélices avec organe d'alimentation de pression hydraulique 3, d'une hélice à pas variable 4 à commande hydraulique, une tuyère de poussée 5, d'un dispositif d'ancrage 6 et d'un socle de fixation 7 avec une bride de fixation 17.Sur la bride 17 est vissée une plaque 18 qui contient des boîtes presse-étoupe 19 et 20 pour rendre étanche les canalisations d'alimentation pour l'hélice à pas variable et le moteur d'entraînement Pour démonter et remonter l'unité de propulsion, on a prévu une cellule 1 2 étanche à liteau à l'intérieur du volume de déplacement de l'unité de travail flottante, dont l'ouverture se trouvant sur l'arête supérieure peut être vissée par l'intermédiaire d'une bride 21 à la bride 17 du socle de fixation 7. La cellule étanche à liteau 12 contient par ailleurs un trou d'homme 10, un dispositif d'épuisement de cale 1f et des presse-étoupes 13 pour le passage des conduites d'hydraulique et des câbles d'arrivée de courant à-l'intérieur du volume de déplacement du flotteur ou de la colonne portant ce dernier.A l'intérieur de la cellule étanche à l'eau, les câbles d'amenée de courant 22 et les conduites d'hydraulique 23 peuvent être détachées provisoirement au moyen de raccord 8 et 9 pouvant être immergé.A l'intérieur de la cellule 12 se trouve par ailleurs des écrous de fixation 24 pour assurer la jonction par influence de la gravité de l'unité de propulsion avec le flotteur ou la colonne, tandis qu'à l'extérieur de cette cellule sur la bride 17 du socle de fixation 7, on a disposé une pluralité d' écrous 25 ou un dispositif correspondant, qui servent uniquement à assurer l'étanchéité entre les brides 17 et 21 lors du remontage. En 26, on a représenté la carêne ou volume de déplacement, dans ce cas la carene d'un flotteur pour une plate-forme de forage. Au cours du démontage de l'unité de propulsion montre à la figure 1, on ouvre d'abord le trou d'homme de la cellule étanche 12. La vanne dudispositif d'épuisement de cale est fermée, les raccords des câbles d'amenée de courant 22 sont défaits. Les extrémités des câbles après déserrage des boites presse-étoupe dans la plaque étanche 18 ou dans la paroi de la cellule, sont tirées légèrement en retrait pour parvenir juste devant les presse-étoupe . Sur les extrémités des câbles dépassant des presse-étoupe , on dépose des bouchons en forme de pot qui peuvent être visés de façon étanche sur le corps de base des boites presse-étoupe , si bien que l'eau ne peut pas pénétrer dans les extrémités des cables ni -venir au- contact de ces dernieres.Après déserrage des jonctions électriques, les canalisations d'hydrau lique peuvent être séparées les unes des autres en défaisant les raccords 9. Les deux orifices apparalssant sur chaque canalisation peuvent être rendus étanches à l'aide de raccords borgnes. les écrous de fixation 24 sont déserrés et retirés. Le monteur quitte la cellule étanche 12 et ferme le trou d'homme 10. Des plongeurs relient des cordages de halage aux orifices d'ancrage 6 et retirent les vissages étanches 25 sur la bride du socle de fixation 7. L'unité de propulsion peut être levée à bord, la cellule 12 étant provisoirement remplie d'eau. Pour remonter l'unité de propulsion, les plongeurs dirigent l'unité de propulsion suspendue aux dispositifs de levage par sa bride 17 sur la bride 21 de la cellule 12 et posent le dispositif de vissage d'étanchéité sur la bride 17 du socle de fixation 7. Lorsqu'après une manoeuvre de courte durée du dispositif d'épuisement de cale 11 on a vérifié l'étanchéité de l'assemblage, la cellule 12 étanche à l'eau est définitivement vidée. Un monteur peut ouvrir le trou d'homme 12 et mettre en place les écrous de fixation, les serrer et les assurer. Les raccords borgnes sur les canalisations 23 et les bouchons de recouvrement pour protéger les câbles d'amenée de courant sont retirés et l'assemblage de ces canalisations et câbles est à nouveau réalisé.Le trou d'homme est refermé lorsque le monteur a quitté la cellule. les élingues de levage sont ensuite retirées des orifices d'ancrage 6 par des plongeurs. Comme le montre la figure 2, les raccords amovibles 8 et 9 des câbles d'amenée de courant 22 et des conduites d'hydraulique 23 se trouvent à l'intérieur du socle de fixation 7 qui en état de fonctionnement de l'installation de propulsion, présente un orifice libre vers l'intérieur du volume de déplacement. Pendant les travaux de démontage de l'unité de propulsion, le passage libre à hauteur de la bride 21 après le débranchage des câbles d'amenée de courant et des conduites d'hydraulique, est rendu étanche par une plaque obturatrice 14. Par ailleurs, avant le levage définitif de l'installation de propulsion, orifice dans l'enveloppe extérieure 26 du volume de déplacement du navire est rendu étanche à l'eau par une seconde plaque obturatrice 15.Le volume d'eau se trouvant au cours des processus de démontage et de remontage entre les plaques obturatrices 14 et 15 est maintenu à un niveau suffisamment faible pour qu'il puisse etre évacué avant l'enlèvement de la plaque 15 par un simple dispositif d'épuisement non représenté L'unité de propulsion de la figure 3, se compose simplement d'une hélice à pas variables qui est associée à un engrenage réducteur conique 27 et à un moteur d'entraînement 28. Le moteur est formé d'un moteur asynchrone conventionnel à courant triphasé qui se trouve à l'intérieur du volume dz déplacement de l'engin flottant.Dans ce système d'entraînement, il est également possible par la disposition conforme à l'inven tison'dune cellule étanche à l'eau 12, de réaliser le démontage et le remontage de l'unité de propulsion pendant que la plateforme de forage semi-sumersible continue de fonctionner. Par rapport au système de propulsion de la ftgure 1, il suffit, dans cette disposition, pendant les travaux de démontage et de remontage, de débrancher les conduites d'hydraulique 23 pour l'hélice à pas variables, pour les rétablir ensuite. Le moteur d'entraînement dépasse à l'intérieur de la cellule étanche, sa bride supérieure 29 formant la partir obturatrice inférieure de cette dernière. Dès que l'unité de propulsion est levée, c'està-dire avant le remplissage obligatoire d'eau de la cellule 12, on tire une boute presse-étoupe de sécurité spéciale 16 sur l'arbre moteur, qui après mise en place du moteur et vidange de la cellule est à nouveau défaite. A lEatérieur de la cèllule 12, se trouve l'accouplement 30 entre l'engrenage réducteur angulaire 27 et l'arbre moteur du moteur 28. Bien entendu, l'invention n' est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalente techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suiyent. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de propulsion pour engins de travail flottants, notamment pour les plates-formes de forage semisubmersibles positionnées de façon dynamique, caractérisé en ce que l'unité de poussée ou propulsion peut être fixée sur une cellule étanche à 11 eau accessible de l'intérieur, faisant partie du volume de déplacement de l'engin de travail flottant, la fixation étanche constituant un assemblage de force 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule précitée comporte un trou d'homme étanche à l'eau pouvant être fermé, un dispositif d'épuisement de cale et des bottes presse-étoupe étanches à l'eau pour permettre le passage des canalisations d'alimentation pour la commande de la propulsion. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule précitée est disposée à l'intérieur du volume de déplacement de l'engin de travail flottant. 4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un socle de fixation équipé d'une bride présentant un orifice de passage pour les canalisations d'alimentation, qui peut être reliée de manière étanche et par un assemblage de force à ladite cellule étanche, les éléments de jonction assurant l'étanchéité étant accessibles de l'extérieur de la cellule et du volume de déplacement, les éléments de-jonction assurant l'assemblage de force ou par influence de la gravité étant par contre accessiblesde l'intérieur de ladite cellule. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bride précitée du socle de fixation peut être fermée par une plaque étanche comportant des boites presse-étoupe étanches à l'eau pour les canalisations d'alimentation. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bride du socle de fixation peut être fermée de manière étanche par une plaque étanche sans presse-étoupe pour les canalisations d'alimentation. 7 Dispositif selon l'une des revendications 1 4 ou 6, caractérisé en ce que le côté de l'élément recevant le socle de fixation peut etre fermé par une plaque étanche .8 Dispositif selon la revendication 1 utilisant un engrenage conique pour transmettre le couple de rotation d'un moteur d'entraînement se trouvant à l'intérieur du volume de déplacement de l'engin detravail flottant à une vis d'entraînement, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de la cellule précitée 12 se trouve lfaccouplement de l'arbre des pignons de l'engrenage conique avec 1'arbre d'entrainement du moteur d'entraînement et en ce que l'arbre moteur passant par la paroi de la cellule peut être rendu étancheà l'eau par une boîte presse-étoupe auxiliaire pouvant être fixée ou serrée