Brevet FR2260051A1 — publié le 19750829

L'invention se rapporte à un procédé de pose de conduite sous-marine telle que par exemple un oléoduc ou un gazoduc0 Pour réaliser la pose d'une telle conduite il est nécessaire de réduire son poids apparent dans l'eau, pour aue, lors de sa descente du bateau, la courbure de la conduite ne dépasse pas la valeur critique pour laquelle la conduite peut se rompre. Lorsaue la conduite atteint le fond, la flottabilité additionnelle doit autre éliminée0 Parmi les principaux procédés actuellement connus pour assurer ces conditions de pose, on peut citer l'emploi de flotteurs rigides à flottabilité constante,acorochés de place en place à la conduite et munis de dispositifs de largage automatique ou à télécommande ultrasonique. L'objet principal de la présente invention est un procédé simple qui n'utilise pas d'organes de manoeuvres et de commande complexes, ladite invention étant caractérisée par la mise en oeuvre, pour assurer la flottabilité additionnelle de la conduite, d'un boyau souple, rempli d'un fluide de poids spé celui luie civique inférieur à/l'eau et non miscible avec cette eau, appelé ci-après fluide flotteur.Ce ''boyaSl'' constitue un flotteur linéaire qui est amarré sur la conduite à mettre en place et le long de cette conduite en des points convenablement répartis de manière à accompagner sa pose0 Selon les cas, ce "boyau" peut être maintenu ouvert au milieuatuatique dans sa partie inférieure immergée, ou au contraire fermé. Au fur et à mesure de la pose de la conduite et de son passage sur l'organe du bateau qui la délivre, on fixe le boyau sur la conduite, en meme temps que lton assure son remplissage correct en fluide flotteur, Le diamètre de ce boyau sera fonction du poids, dans liteau, par unité de longueur de la conduite et du poids spécifique du fluide flotteur. le remplissage du boyau est contrôlé sur le pont du navire de pose - par injection de fluide flotteur durant la première phase ou lorsque la sonde bathymétrîque est en augmen tation - par purge de fluide flotteur sur le pont du bateau pour diminuer la flottabilité additionnelle - par injection d'eau du milieu lorsque la Ilottabilité additionnelle doit être diminuée sur le tronçon de la conduite entre deux eaux le fluide #lotteur n'étant pas miscible, il se produit un courant d'eau stécoulSnt vers l1emtrémité inférieure du boyau. La valeur de ce débit permet de moduler la flottabilité additionnelle le long de la conduite. On réalise de la sorte un système de flottabileté addi- tionnelle continue sur le tronçon entre deux eaux de la conduite, modérable positivement et négativement, depuis ltengen de pose, avec la même inertie hydraulique que le milieu environnant. les applications d'un tel procédé ne nécessitent pas une logistique importante telle que celle qui est habituellement mise en oeuvre lorsqu'on utilise des flotteurs largables. Le boyau est stocké enroulé sur le navire porteur. Le raccordement des différents tronçons sera réalisé sur le pont simultanément à l'une des opérations de liaison des tronçons de la conduite, L'étanchéité de l'extrémité du boyau sur le navire est assurée par le passage de celui-ci dans un train de rouleaux presseurs. les opérations d'injection et de purge s'effectuent par des valves de dimensions appropriées et convenablement répar- ties sur une génératrice du boyau.L'amarrage sur la conduite s'effectue lors du passage de celle-ci et du boyau sur I2 organe du bateau qui délivre la conduite0 un autre objet de l'invention se rapporte à la libération du boyau lorsque la conduite repose sur le fond A ce moment la flottabilité additlonnelle est à tendance négative puisque le boyau est rempli de liteau environnante. L'effort de traction verticale est donc nul. la disparition de cette force sera utilisée pour provoquer ou faciliter le largage, par exemple par traction åtun cable depuis le bateau. Le fluide flotteur doit être non miscible avec l'eau avec un pouvoir désémulsionnant élevé, il peut être soit un liquide comme de l'essence, soit un composé fluidisé de faible poids spécifique comme microbilles et eau, soit meme un gaz. Une autre particularité de l'invention est de ne pas consommer de fluide flotteur mais seulement d2en mettre en oeuvre un volume défini. Le milieu environnant n'est donc pas pollue. La récupération de ce fluide en fin d'opération s'effectue par le navire de pose en utilisant la pression hydrostaticue provoquée par la différence des densités P = (Pe - P e k 10,33 P : Pression à l'extrémité du boyau en surface Pe : Poids spécifîcue eau Pf : " rr fluide flotteur h : Hauteur d2 eau sur la partie reposant au fond. Pour pe - Pf - = 0,3, la pression croit d'environ 3 de haute bars pour chaque 100 mètres/d'eau. le boyau est constitué par un matériau souple tel que du caoutchouc armé ou non de fibres textiles ou frettées. Suivant son coût ce boyau sera récupéré ou perdu. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment 1J invention peut etre réalisée, les particularités qui ressortent, tant du dessin que du texte, faisant bien entendu tartie de ladite invention. la figure 1 est une vue schématique en élévation montrant la conduite en cours de pose, conformément au procédé de l'lnven- tison. la figure 2 montre à plus grande échelle le détail d'un mode de réalisation de l'accrochage de la conduite au boyau. On voit sur la figure 1 l'arrière dtun navire ou autre engin de pose 1 sur lequel les éléments de la conduite 3 sont assemblés les uns aux autres,au fur et à mesure de la mise à l'eau de cette conduite. le bateau avance dans le sens de la flèche F et son arrière est muni d'un bec 2 (souvent appelé "stinzer") de longueur et de courbure convenables, qui a pour but de limiter la courbure de la conduite au moment où elle quitte le bateau. Sur la partie de droite de la figure, on voit la partie de la conduite oui est déjà en place sur le fond. Un boyau 4 en matière souple, telle que du caoutchouc, stocké sur le bateau à l'état plat et enroulé, est déroulé par des trains de rouleaux presseurs 5 au fur et à mesure de 1' avancement de la pose. Ce boyau est muni de place en place de valves 6 permettant de contrôler son remplissage.Un câble de 7 est déroulé en même temps aue le boyau,dsune bobine 8, pour servir à amarrer la conduite sur le boyau par des attaches 9, réparties sur la génératrice supérieure de la conduites ainsi qu'an l'expliauera ci-après d'une façon plus détaillée0 le boyau, dont la paroi est étanche, est rempli en 10, dans la zone couverte de tirets fins, d'un fluide incompressible et non miscible à l'eau, dont le ppids spécifique est inférieur à celui de l'eau de la nappe où la conduite doit être posée. Ce fluide est injecté dans le boyau à partir d'une source S, située sur le bateau, en utilisant celle des valves 6 qui se trouve à un moment donné sur le bateau.Ce fluide, qu'on appellera fluide flotteur, se maintien donc dans la zone de la génératrice supérieure du boyau. Si on injecte aussi de 11 eau dans celui-ci, par exemple à l'aide d'une pompe P, cette injection#d1eau a pour effet de créer une veine d'eau qui se localise en Il (partie couverte de tirets forts sur la figure 1) dans la zone du boyau voisine de sa génératrice inférieure, tandis que la partie de la conduite déjà posée (sur la droite de la figure 1) est entièrement remplie d'eau. le débit d'eau injecté au fur et à mesure de l'avancement de la pose conditionne, dans la partie de la conduite allant du bateau jusqu'au fond, le-rapport des sections de liteau et du fluide flotteur, c'est-à-dire la flottabilité du boyau, Le volume de fluide flotteur peut rester constant dans l'hypothèse. où le fond est horizontal, ce volume se maintenant alors entre le bateau et la partie de la conduite reposant sur le fondo S'il y a des variations de profondeur, ce volume doit titre ajusté pour tenir compte de ces variations. Pour la fixation de la conduite sur le boyau, on peut adopter le dispositif que montre la figure 2. La conduite 3 est équipée à intervalles convenables de colliers en feuillard 12 conçus pour laisser passer le câble de suspension 7 entre les pattes d'assemblage 13 des parties des colliers 12 reliées entre elles par des boulons 14. Une manille 15 ou une pièce remplissant cette fonction permet la liaison rapide au boyau 4 lui-même pourvu d'un câble porteur 16 fixé sur lui. Quand la pose de la conduite est terminée, on peut, en tirant sur le câble 7 depuis le bateau, l'extraire successivement des pièces 13 en libérant les manilles 15, ce qui sépare le boyau, lequel peut alors être récupéré. 3ien que l'on n'ait décrit qu'un seul mode de mise en oeuvre de lsInvention, il est clair que de nombreuses -modifica- tions pourraient y être apportées sans sortir du cadre Se la présente invention. La structure du boyau pourrait être différente, les moyens d'injection et de purge pourraient être accélérés par des moyens extérieurso La libération du boyau après pose peut être rendue automatique ou partiellement automatique. Le largage pour la séparation du boyau peut mettre en oeuvre d'autres principes ne nécessitant pas dtintervention sous-marine (acoustique, pyrotechnique, manométrique). Le fluide flotteur Peut être liquide, pulvérulent fluidisé, gazeux, monophasique ou diphasi- que. Une amélioration importante pourrait être apportée en pla çant une paroi souple très mince à intérieur du boyau dé manière à diviser son volume interne et à séparer ainsi la veine d'eau du fluide porteur. Dans la partie au boyau reposant sur le fond, cette paroi souple serait appliquée par la pression d'eau contre la paroi interne du boyau dont toute la section serait alors occupée par lteaue REVENDICATIONS 1. Procédé de pose d'une conduite sous-marine, caractérisé en ce que la flottabilité de la conduite, dans sa partie comprise entre 11 engin de pose et le fond, est obtenue au moyen d'un boyau souple stocké sur l'engin de pose, que l'on assujettit à la conduite au fur et à mesure de sa pose, et dans lequel on injecte un fluide de poids spécifique plus petit que celui de l'eau et non miscible à l'eau. 2. Procédé selon 1, caractérisé en ce qu'on injecte aussi dans la partie du boyau située entre l'engin de pose et le fond une quantité d'eau réglée rour conserver la flottabilité néces saie, 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boyau en matière souple est stocké à l'état plat et enroulé sur l'engin de pose et est défoulé au fur et à mesure de l'avancement de la confection de la conduite sur cet engin. 40 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par des moyens permettant d'assuJettir, de préférence de façon largable, un boyau souple à la conduite au fur et à mesure de sa confection et par des moyens d'injeetion dans ce boyau d'un fluide plus léger que lteau et également, de préférence, d'eau. 5. Dispositif selon 4, caractérisé en ce que le boyau est muni de valves d'injection et (ou) de purge en des points répartis sur sa longueur. 6. Dispositif selon 4 ou 5, caractérisé en ce que l'engin de pose comporte des moyens pour délivrer progressivement le boyau souple stocké à plat sur cet engin. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les attaches régulièrement espacées du boyau sur la conduite sont largables par une commande à distance 8. Dispositif selon 7, caractérisé en ce aue les attaches sont largables au moyen d'un câble faisant partie de l'ensemble de la conduite et du boyau, confeetionné sur l'engin de pose.