Brevet FR2299209A1 — publié le 19760827

La présente invention concerne essentiellement une plate forme flottante notamment pour l'exploitation de gisements sous-marin de pétrole et/ou de gaz naturel. L'invention concerne plus particulièrement à ce titre, un type nouveau d'une telle plate-forme présentant une stabilité naturelle á la houle, améliorée. On connaît plusieurs types de plates-formes et notamment de plates-formes de forage. Ainsi, dans des zones d'exploitation de faible profondeur on utilise souvent des plates-formes destinées à titre coulées, c'est-à-dire à reposer sur le fond, mais dont la hauteur est calculée pour qu'une partie notable demeure, émergée en exploitation. Pour les zones d'exploitation de plus grande profondeur, on a souvent recours à des plates-formes du type "semi-subsersible" qui ont par ememple la forme générale d1un tabouret dont les pieds sont munis de ballasts.Ces ballasts permettent de faire varier la hauteur de la partie émergée de la plate-forme, celle-ci étant très nettement réduite sur le lieu d'exploitation pour diminuer la sensibilité de l'ensemble aux mouvements de surface et notamment à la houle. 3n effet, pour ces plates-formes qui ne reposent pas directement sur le fond, se pose le problème de-la stabilité par rapport à des perturbations régulières, d'amplitude sensiblement sinusoidale, provenant de la houle. L'inertie de la plate-forme vis-à-vis de telles perturba tions doit être suffisamment importante pour que les conditions d'exploitation des puits, et notamment le forage, n'en soient pas affectées.La stabilité naturelle de la plate-forme dépend essentiellement de sa forme, mais on a pu dans certains cas l'améliorer artificiellement grâce à des équipements de stabilisa tion dynamique.:. Cependant de tels équipements sont d'un prix de revient relativement élevé. D'autre part, un autre problème posé par l'exploitation des gisements pétroliers sous-marins concerne le stockage, sur le lieu même d'extraction,, du pétrole et/ou du gaz naturel. Pour le pétrole, on préfère souvent remplir directement les réservoirs d'un navire pétrolier présent sur les lieux de forage.Cependant, dans certains cas, et notamment si aucun navire pétrolier n'est disponible, il est souhaitable de disposer de réservoirstampons pour pouvoir poursuivre normalement l'extraction du pétrole0 On conna1t à ce titre, certaines plates-formes qui comprennent de tels réservoirs combinés avec les ballasts0 I1 existe aussi d'autres installations où des réservoirs- séparés de la plate-forme sont reliés à celle-ci par des eanalisationsO La présente invention vise à apporter une solution originale aux deux problèmes généraux qui viennent d'être mentionnés, en ce sens que la nouvelle struEure de platé-forme flottante proposée -offre d'une part une grande stabilité naturelle, isotropique, à la houle et d'autre part une grande capacité de stockage des produits extraits, Plus précisément l'invention concerne donc une plate-forme flottante caractérisée en ce qu'elle a la forme générale d'un anneau creux relativement plat, non obligatoirement circulaire, dont une partie au moins du volume interne est aménagée en au moins un réservoir I1 est à noter que par ltexpression "anneau.creux non obligatoirement circulaire" on désigne toute structure dont la forme générale rappelle un anneau, mais qui n'est pas obligatoirement engendrée géométriquement par la rotation d'une surface fermée quelconque autour d'un axe coplanaire à cette surface, mais ne la. coupant pas. Âtrement- dit, cet anneau peut très bien avoir un contour extérieur général plus ou moins elliptique, ou encore polygonal. Ainsi, la zone centrale évidée de l'anneau délimite une étendue d'eau relativement à l'abrides perturbations, ce qui améliore les conditions d'exploitation, notamment dans le cas du forage sous-marinO À cet effet (mais aussi pour d'autres usages) une partie au moins decettezone centrale peut être recouverte d'une dalle sur laquelle prendront place notamment les installations de forage0 De plus, on peut mentionner une conséquence intéressante résultant d'un tel agencement des installations sur la plate-for me. En cas de fuite dans les tuyaux d'extraction du pétrole brut, le pétrole perdu a tendance à s'accumuler à la surface de l'eau à l'intérieur dé 11 anneau où il peut être facilement récupéré ou neutralise.On peut donc dire que la plate-forme se comporte ainsi en véritable barrière anti-pollution puisqu'elle empêche la formation de "marée noire". L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre,' donnée uniquement à titre d'exemple, faite en référence au dessin non limitatif annexé dans lequel - la figure 1 représente un mode de réalisation particulier d'une plate-forme flottante selon l'invention, représentée avec arrachement partiel ; et - la figure 2 est une coupe II-II de la figure 1. En se référant au dessin, on distingue nettement la struc ture générale de la plate-forme Il qui a été représentée circu laire, à titre d'exemple, avec une section transversale 12 rectan gulaire. Les parois 19 matérialisant llanneau il peuvent être réa lisées en acier, comme une coque de navire, mais aussi en béton pré-contraintO La partie supérieure de l'anneau 11 est plane, ce qui définit un large pot 14 sur lequel peuvent prendre place les équipements les plus divers et notamment, bien entendu, ceux né cessaires à l'exploitation des gisements pétroliers sous-marinsO Ce pont 14-est protégé des déferlements des paquets de mer par un dispositif brise lame 15, connu en soi, entourant complètement son périmètre externe0 Le pont 14 est prolongé par une dalle supérieure 16 recouvran toute la zone centrale évidée de l'anneau Sur cette da peuven évidemment prendreplace un certain nombre d'installations et d'équi pements, mais de préférence, dans le cas de l'utilisation de la plate-forme pour le forage sous-marin, on y adaptera les installa tions de forage précitées et notamment les supports de tête de: puits de forage0 Enfin, selon une des caractéristiques importantes de l'in vention,la partie interne de l'anneau est, pour l'essentiel, amé nagée en plusieurs réservoirs 17, 18 matérialisés par exemple, pat des cloisons radiales internes 19.Sur le dessin, seuls les deux réservoirs 17,18 sont représentés, mais il est bien évident que l'anneau peut en comporter un plus grand nombre, de formes quel dant des calculs de rentabilité montrent qu'il est souhaitable de limiter la capacité globale de cette catégorie de cuves, lamétfrod' consistant à remplir directement les caves d'un navire pétrolier présent sur les lieux de forage étant jugée;préférableO Dans une telle optique d'exploitation, les cuves de la plate-forme servent essentiellement à stocker le pétrole brut extrait pendant les in tervalles de temps où aucun navire pétrolier n'est disponible. - en revanche, il est jugé préférable d'utiliser les capacités de stockage de la plate-forme pour emmagasiner du gaz naturel liquéfié. Dans ce cas, les cuves prévues à cet effet seront d'un type tout différent, adapté pour conserver un produit liquide à point d'ébullition relativement bas, Ces cuves seront --par exemple analogue à celles qui équipent les navires de transport de gaz naturel liquéfié, à savoir en acier inoxydable et isolées thermiquement les unes des autres et par rapport aux parois de la plateforme0 Bien entendu, de tels équipements n'ont d'intérêt que si la plate-forme est équipée d'une installation conplète de liquéfaction de gaz naturel de façon à rendre ledit gaz naturel immédiatement stockable sous forme liquide au fur et à mesure de son extraction du gisement. Dans cette même optique, on pourrait aussi prévoir avantageusement une installation de dégasolinage de gaz naturel poli débarrasser ce dernier des hydrocarbures liquides qu'il contient. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisatnon cjtri vient d'être décrit, lequel n'a été-dorAné qu'à titre d'exemple. Elle comprend tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu si ceux-ci sont dans le cadre des revendications qui suivent. conques répartis dans tout son volume interne utile Cette forme générale en anneau est très importante car il a été constaté qu'elle permettait d'obtenir des performances naturelles de stabilité à la houle (c'est-à-dire sans dispositif de stabilisation dynamique) très nettement supérieures à celles des autres types de plates-formes connus De plus, ltinertie à la houle est isotrope dans le cas représenté d'une plate-forme circulaire. À titre d'exemple, un ordre de grandeur de dimensions convenables pour l'anneau représenté peut être - diamètre externe : 300 m - diamètre interne 180 m - hauteur ........ : 30 mO Ces chiffres font de plus, bien ressortir une autre caractéristique de la plate-forme, à savoir sa forme générale relativement plate qui-lui-confère une faible prise au vents De telles dimensions permettent aussi d'apprécier les possibilités d'accostage des naviresautour de la plate-forme, 'puisque plusieurs postes d'amarra- ge peuvent-être facilement disposés le long du périmètre externe de l'anneau0 Bien entendu, plusieurs types d'équipements ou installations, connus en soi et non représentés pour cette raison sur le dessin, peuvent être adaptés à la- structure-de base constituée par la-plateforme il En premier lieu, ce sont naturellement les installations de forage précitées et notamment les supports de têtes de puits de forage disposés sur la dalle 160 D'autre-part, une certaine-partie de l'anneau peut être aménagéepo-ur abriter une machinerie complète d'auto-propulsion, assurant une certaine automonie de déplacement à la plate-forme qui peut se révéler utile pour son acheminement sur les lieux d'exploitation; De même, une certaine partie de la plate-forme peut entre aménagée en logements, restaurant, salles communes, etc, pour les membres de l'équipage. On peut aussi prévoir l'implantation d'un appareillage de positionnement dynamique. Enfin, en ce qui concerne les réservoirs eux-m8mes, deux cas doivent être distingués - on peut d'une part stocker du pétrole brut dans une partie au moins de ces réservoirs, auquel cas ces derniers sont constitués par de simples caves sans caractéristiques spéciales. Cepen R E V B N D I C A 2 I O N S lo Plate-forme flottante caractérisée en ce qu'elle a la forme générale d'un anneau creux relativement plat, non obligatoirement circulaire, dont une partie au moins du volume interne est aména gée en au moins un réservoir 2o Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée par une dale plate recouvrant au moins une partie de la zone centrale évidée dudit anneau. 3. Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit anneau a un contour extérieur sensiblement elliptique0 4. Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit anneau a un contour extérieur sensiblement polygonal. 5o Plate-forme selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit anneau a un contour extérieur sensiblement circulaire. 6 Plate-forme selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la section transversale dudit anneau est sensiblement rectangulaireO 7o Plate-forme selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une installation de liquéfaction de gaz et/ ou de dégasolinage est intégrée à sa superstructure0, 8o Plate-forme selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un support de tête de puits de forage0 9 Plate-forme selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle.est munie d'une machinerie d'autopro- pulsion et/ou de positionnement dynamique, 100 Plate-forme selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que son bord externe supérieur est muni dgun dispositif brise lame ou analogue, disposé de préférence sur tout son périmètre. 11. Plate-forme selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des locaux dshabitation sont intégrés à Sa superstructure0 12. Plate-forme selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que au moins un poste d'amarrage est disposé le long de son périmètre externe0 13o Plate-forme selon l'une des revendications 4 à 12 caractérisée en ce que le diamètre externe dudit anneau est de 300 m environ, son diamètre interne de 180 m environ et sa hauteur de 30 m environ0