Brevet FR2313256A1 — publié le 19761231

La présente invention a pour objet un dispositif permettant le transfert d'objets lourds et encombrants d'un navire ravitailleur à un navire ravitaillé, et en particulier le transfert en pleine mer de tubes de pipe-line afin de poser ces tubes en fond de mer. Pour le transfert de charges lourdes et encombrantes, et en particulier de tubes, on est amené à relier, en haute mer, deux navires dont les mouvements tous azimuts l'un par rapport à l'autre sont quelconques. La liaison entre les deux navires se fait dans le dispositif présent au moyen de deux rails rigides coulissants, à rappel élastique en position moyenne, montés sur des supports articulés et orientables. Ces éléments sont complétés par une poutre de liaison, placée sensiblement suivant l'axe longitudinal des navires, qui peut se déplacer et qui porte le ou les dispositifs de manutention de tubes. Conformément à l'invention, le dispositif est constitué, sur le navire ravitailleur, par deux pylônes munis d'articulations à la cardan pour supporter deux rails coulissants sur lesquels roulent deux chariots maintenant entre eux une poutre transversale, lesdits chariots portant des organes de préhension et de manutention des charges à transborder,lesdits rails comportant à leurs extrémités dirigées vers le navire ravitaillé chacz un élément d'accouplement coopérant avec un élément complémentaire porté par le navire ravitaillé- afin d'obtenir une jonction articulée entre le navire ravitailleur et le navire ravitaillé pendant le transfert des charges le long des rails dont le mouvement compense les mouvements relatifs entre les navires. Diverses autres caractéristiques ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple, aux dessins annexes. La fig. 7 est une vue en perspective schématique d'une partie du dispositif. La fig. 2 est une vue en perspective schématique d'un des éléments du dispositif. La fig. 3 est une coupe élévation schématique d'un élément du dispositif. La fig. 4 est une coupe à plus grande echelle d'une partie de la fig. 3. La fig. 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la fig. 4. La fig. 6 montre un élément complémentaire du dispositif. Les fig. 7, 8, 9, 10 et Il sont des schémas de fonctionnement du dispositif. La fig. 12 est un schéma de la télécommande du dispositif. A la fig. 1, on a représenté schématiquement le navire ravitailleur N1 dont le pont 2 porte un mât 3 (représenté très court ici pour la compréhension) qui supporte à sa partie supérieure une tête tournante 4 pouvant tourner sur 3600. La tête 4 porte à sa partie supérieure un bras 5, maintenant un axe horizontal 6, sur lequel est monté pivotant un berceau 7 dont la partie supérieure comporte des galets 8 permettant le guidage d'un rail 9 (voir fig. 3). Le rail 9, qui a en section (voir fig. 3) sensiblement la forme d'un I, permet sur sa face supérieure 9a le guidage d'un chariot 10 équipé de trains de galets 11. Finalement, l'extrémité avant 9b du rail 9 est légèrement tronçonnée pour permettre la mise en place d'une équerre 12 terminée par une sphère 13. Le chariot 10 porte, à sa partie supérieure, une tête tournante 14 (voir fig. 3 et 4) dont la partie centrale creuse 14a contient des paliers 15 permettant la libre rotation d'un arbre 16 sur lequel est monté un étrier 17 contenant une articulation universelle 18 permettant le maintien d'un bout d'arbre 19 fixé à une extrémité d'une poutre transversale 20. Un second dispositif analogue a' celui décrit ci-dessus est monté de même manière à distance sur le pont 2 du même navire Ni. La distance séparant les deux dispositifs depend de la longueur des charges à transborder. La fig. 5 montre que l'extrémité 19 de la poutre 20 peut coulisser dans l'articulation universelle 18 de l'étrier 17 du premier dispositif tandis que la fig. 6 montre que l'autre extrémité 19a de la poutre 20 est empêchée de coulisser par une butée 21. On comprend donc, d'après ce qui a été décrit, que la poutre transversale 20 relie deux rails 9. Sur le navire ravitaillé N2 (voir fig. 1) se trouvent deux mâts verticaux 30 présentant à leur partie supérieure chacun une cage hémisphérique 31 destinée à coopérer avec les sphères 13 fixées en bout de l'équerre 12 solidaire des rails 9. La distance séparant les deux mâts 30 du navire ravitaillé N2 est pratiquement la isie que celle séparant les deux rails 9 du navire ravitailleur NI. Suivant les cas, l'installation décrite pour le navire ravitailleur NI peut être placée au centre du pont 2 ou au contraire sur un bord de ce pont. Il en est de même pour les mâts 30 du navire ravitaillé N2. Il y a lieu de noter que les deur chariots 10 sont souris, par un dispositif 35 et 36 (voir fig. 2), à une possibilité de translation contr5lée le long des rails 9 au moyen des treuils 38 fixés sur les berceaux 7. Aux fig. 7, 8, 9 et 10, on a représenté le fonctionnement du dispositif. En général le navire N2 est ancré en un point fixe en haute mer pour la pose en mer d'une installation telle qu'un pipe-line. Le navire ravitailleur N1 chargé, par exemple, de tubes arrive près du navire ravitaillé N2 et,à l'aide de ses propulseurs, se maintient sensiblement parallèle au navire N2. Il lance, par tous moyens connus, des cibles 40 sur le navire ravitaillé N2, ces câbles étant fixés rapidement sur les parties hémisphériques 31 puis tendus progressivement,par exemple, au moyen d'un treuil inclus dans le rail 9. A ce moment, et quelle que soit la houle, les cables 40 permettent par un dispositif électronique de pilotage de faire déplacer les berceaux 7 du navire ravitailleur, de façon à placer les rails 9 sensiblement sur des axes imaginaires permettant d'atteindre les éléments hémisphériques31 du navire ravitaillé. Les câbles 40 peuvent être prévus pour traverser les sphères 13 et ensuite pour être passés par un canal 3îades parties hémisphèriques 31, afin d'être ensuite tendus, et amener les sphères 13 dans lesdites parties hémisphériques 31. Il est possible aussi que les câbles 40 sortent à distance des sphères 13 et soient guidés à me distance des parties hémisphériques 31. Ce dispositif de pilotage agit sur un vérin 70 et sur un moteur,non représenté,faisant tourner la tête 4 pour régler, d'une part, l'angle 9 de chaque rail 9 en le faisant tendre vers zéro et, d'autre part,le gisement desdits rails 9. Un tel dispositif de pilotage commandé par le crible 40 peut êbre réalisé par de nombreux moyens de la technique, et n'est pas décrit plus en détail car il ne fait pas en lui-nine partie de vent ion. Les berceaux 7 sont inclinés correctement au moyen de dispositifs moteurs 70 pouvant ttre constitués par dès vérins (noir fig. 1). Les câbles 40 sont ensuite halés par des treuils 40a dis- posés dans les rails 9. Les rails 9 qui sont coulissants peuvent absorber les mouvements du navire ravitailleur N1 au moyen des dispositifs élastiques 37 (voir fig. 7 et 8) consttués per @@@mple par des vérins ou des treuils accouplés à des accumulateurs oleo- pneumatiques. Pour faciliter la compréhension les dispositifs 37 sont figurés au dessin sous la forme de ressort. En même temps le navire ravitailleur NI se rapproche du navire N2 au moyen de ses propulseurs latéraux. Petit à petit, les sphères 13 approchent les éléments 31 Jusqu'au moment od a lieu le contact (voir fig. 8, 9, 10). A ce moment la liaison est établie entre les navires N1, N2 ce qui permet alors aux chariots 10 de se déplacer le long des rails 9 pour transborder, à l'aide des éléments de prise 20a solidaires de la poutre 2Q, des tubes 20b, par exemple. On peut ainsi décharger le navire ravitailleur NI et transborder les charges constituées pour les tubes 20a sur le navire ravitaillé N2. Lorsque le transfert est complètement terminé, on sépare les deux navires an faisant reculer les rails 9 en même temps que le navire NI s'éloigne du navire N2 au moyen de ses propulseurs latéraux ce qui fait sortir les sphères 13 des éléments hémisphériques 31. Cela est obtenu en relâchant doucement les câbles 40 (1). Comme cela ressort de la description et des dessins, les articulations 4, 6 du navire ravitailleur NI et la liaison à rotule 13, 31 sur le navire ravitaillé N2 permettent de compenser les mouvements relatifs des deux navires en assurant une stabilité suffisante aux deux rails 9 pour constituer un chemin de roulement correct pour les chariots 10, supportant la poutre transversale de transfert 20, dont les extrémités constituées par les bouts'd'arbres 19, 19a montées sur les articulations universelles 18 et pouvant coulisser horizontalement sont pratiquement stables. Tant le déplacement des poutres 9, que des chariots 10 par l'intermédiaire des galets 8 et 11, est rendu aussi doux et aussi sur que possible au moyen de pneumatiques ou autres garnitures souples qui équipent ces galets. La fig. 12 représente un schéma montrant,en 80, la commande manuelle ou automatique de la vitesse de déplacement des chariots 10 du navire N1 vers le navire N2 par l'intermédiaire des organes 35 et 36 et du treuil 38. En effet, la fig. 2 montre que le treuil 38 est porté par le berceau 7 et est relié par le câble 36 au chariot 10, de sorte que le mouvement du rail 9 n'intervient pas sur le chariot 10 lorsque le treuil 38 n'est pas en fonctionnement. Chaque rail 9 est contrôlé en permanence par une génératrice tachymétrique 81 portée par le berceau 7 et entraînée par le rail 9, cette génératrice ne donnant une information, par exemple, qu'à partir du mement où le chariot 10 correspondant est sensiblement dans la zome centrale de ce rail 9, soit à l'ex- trémité de la cote Z,ce qui ferme l'interrupteur 82. La position du chariot 10 @ur la poutre médiane du rail peut être détectée par un contact porté par ce rail à l'extrémité de la cote Z (fig. 9). L'information de vitesse ainsi recueillie par la génératrice 81 est @@voyés vers la commande so à trav@rs un dispositif temporisateur 83 évitant qu'une commande brutale soit transmise. Eh maie e temps la vo*ie du treuil 38 est coatrblée par une généra- trics tachymétrique 84 entraînée par le treuil 38 et envoyant ses informations en 85 pour commander l'asservissement du treuil 38 par une pompe hydraulique 86 contrôlant des moteurs hydrauliques 87. La pompe 86 et les moteurs 87 peuvent astre remplacés par leurs équivalents électrique ou pneumatique. Ainsi on peut obtenir, jusqu'au moment de la fermeture de l'interrupteur 82, une vitesse de translation des chariots 10 an fonction des conditions dans lesquelles se trouve placé le navire NI (référénce N1) puis, après fermeture de l'interrupteur 82 approximativement à mi-course, la vitesse des chariots 10 est contrôlée par les informations reçues du navire N2, et le déplacement s'effectue à vitesse constante par rapport au rail 9 (référence N2). Ce changement de référence s'effectue très progressivement puisque les moteurs 87 des treuils 38 commandant la translation des chariots 10 sont couplés de façon continue en circuit fermé avec la pompe 86. Dans le sens retour du navire N2, le fonction nement est le même, mais inversé. ! En d'autres termes la vitesse d'avance des chariots 10 est tout d'abord commandée manuellement ou automatiquement pour obtenir un déplacement par rapport au navire NI, puis cette vitesse est corrigée lors de la fermeture du contact 82 pour tenir compte des mouvements relatifs entre les navires NI et Ne, mouvements qui sont transmis aux rails 9. L'information de vitesse corrigée est donnée par la commande 80 qui fait que les chariots 10 sont déplacés sur leur rail 9 dans des mouvements éventuellement alternatifs par rapport au navire porteur N1, mouvements qui font que l'avance desdits chariots 10 s'effectue de façon régulière vers le Navire N2 malgré le roulis éventuel du navire NI Après le travail terminé et après séparation des deux navires, les poutres 9 sont placées sensiblement suivant l'axe longitudinal du navire Ni. Ceci est possible all ait des diverses articulations cites plus haut. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de transfert de charges entre un navire ravitailleur et un navire ravitaillé en haute mer, caractérisé en ce qu'il est constitué, sur le navire ravitailleur, par deux pylônes munis d'articulation à -ia Cardan pour supporter de* rails coulissants sur lesquels roulent deux chariots maintenant entre tux une poutre transversale, lesdits charictè porta@t des organes de préhension et de manutentios des charges à transbord@@, lesdits rails comportant à leurs extrémités dirigées vers le navire ravitaillé chacun un élément d'accouplement coopérant avec un élément complémentaire porté par le navire ravitaillé afin d'obtenir une jonction articulée entre le navire ravitailleur et le navire ravitaillé pendant le transfert des charges le long des rails dont le mouvement compense les mouvements relatifs entre les navires. 2 - Dispositif de transfert de charges suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque articulation à la Cardan du navire ravitailleur est placée en haut d'un mât et est cons tituee par un élément tournant coaxial au mât et par une arti- culation transversale audit mât, ces articulations supportat un berceau de guidage des rails servant de chemin de roulement aux chariots. 3 - Dispositif de transfert de charges suivant les revendications I ou 2, caractérisé en ce que chaque berceau eowporte- des trains de galets simples roulart ae part et d'autre du boudin inférieur des rails présentant une section sensiblement en I. 4 - Dispositif de transfert de charres suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les chariots sont équipés de galets disposés de part et d'autre du boudin supérieur des rails. 5 - Dispositif de transfert de charmes suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque chariot est relié à un treuil ou moteur analogue, porté par le berceau de sorte oue le mouvement du chariot est rendu indéperdant du mou veent du rail qui le porte. O - Dispositif de transfert de charges suivant l'une des revendications 7 à 5, 5, caractérisé par un dispositif détecteur de la vitesse de déplacement de chaque rail, ledit dispositif contrôlant la vitesse du moteur ou treuil d'entraînement de chaque chariot de sorte que la vitesse desdits chariots est re@- due indépendante des mouvements des rails oui les rortent. 7 - Dispositif de transfert de charmes suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément d'accouplement de chaque rail comporte une sphère ou rotnle engagée dars une cage hémisphérique portimpar le navire à ravitailler. t ~ Dispositif de transfert de charges suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par des câbles disposés à travers ou au voisinage de l'organe d'accouplement et amenés en relation abec l'ément complémentaire de sorte que l'accouple ment desdits organes et élemest est assuré par traction sur lesdits câbles provoquant le déplacement longitudinal et angu- laire du rail. 9 - Dispositif de transfert de charges suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par au moins un moteur commandant chaque articulation à la Cardan du berceau, ledit moteur tant commandé par les câbles reliant l'organe d'accouplement à l'élément complémentaire de sorte que le rail porté par le berceau est pointé vers l'élément d'accouplement complémentaire du navire ravitaillé. 10 - Dispositif de transfert- de charge suivant l'nie des reverdications 1 à 9, caractérisé en ce que la poutre reliant les chariots des deux rails est reliée à l'un d'eux par une articulation a trois degrés de liberté et à l'autre par une articulation à quatre oegrés de liberté.