Brevet FR2381166A1 — publié le 19780915

La présente invention est relative à un dispositif de collecte de pétrole produit à partir de puits sous-marins. On connait déjà de nombreux dispositifs permettant de remonter à la surface de 11 eau le pétrole produit par des puits sous-marins. Ces dispositifs comportent en général une structure permanente à la surface de l'eau, sous forme par exemple de plateforme, ou de réservoir flottant ou semi-immergé. Or il s'est avéré souhaitable dans le cadre de certaines exploitations de réaliser un dispositif permettant d'assurer la remontée du pétro- le sans laisser de structure permanente à la surface de l'eau, libérant ainsi la zone de navigation en surface. On a ainsi déjà réalisé un dispositif de collecte de pétrole comprenant une structure immergée fixe ou stationnaire, en communication avec une tête de puits sous-marin, généralement par l'intermédiaire d'une colonne de remontée ou riser rigide, la structure immergée étant la partie de tête du riser, le dispositif comportant en outre un caisson mobile entre une position de repos sur cette structure et une position de chargement du pétrole au voisinage de la surface de l'eau dans un navire pétrolier, arrivé à la verticale du riser, des conduites tubulaires flexibles reliant en permanence la structure fixe et le caisson mobile, dans sa position de repos, dans sa position de chargement, ainsi que pendaijt son déplacement entre ces positions. Ce dispositif antérieurement connu présente notamment comme linconvénients d'une part le fait que la remontée du caisson mobile n'est pas guidée et s'effectue brutalement de telle sorte qu'il y a un risque non négligeable d'endommagement du caisson ou du navire lorsque le caisson arrive à son voisinage, et d'autre part le fait que tant au repos que pendant la phase de chargement du pétrole lorsque le caisson mobile se trouve au voisinage de la surface de l'eau, la ou les conduites tubulaires flexibles pendent de façon relativement tâche et sont soumises à la houle ou aux courants et n'adoptent pas une disposition optimale pour limiter les effets néfastes dus à l'état de la mer et pour acheminer le pétrole dans de bonnes conditions. La présente invention a précisément pour objet de réaliser un dispositif permettant d'une manière relativement simple et économique d'éviter les inconvénients mentionnés cidessus du dispositif antérieur. La présente invention a pour objet à titre de produit industriel nouveau un dispositif de collecte de pétrole produit â partir de puits sous-marins, comprenant une structure immergée fixe ou stationnaire, en communication avec une tête de puits sous-marin, un caisson mobile entre une position de repos sur ladite structure et une position de chargement du pétxole au voisonage de la surface de l'eau, et au m@ins une conduite tubulaire flexible reliant en permanence ladite s@r@@@ure et ledit caisson, ledit dispositif ét@nt essentiellement car@ctérisé par le fait que le caisson compo@te à sa partie supérienre un logement recevant un flotteur et un élément de liaison, notamment une chaîne, susceptible d'être logée à l'état replié dans ledit logement, et fixée à l'une de ses extré@ités dans le logement et à son autre extrémiste au flotteur le f3-rrtteur étant retenu dans le logement par des organes de retenue libérables susceptibles d'être actionnés à distance, par exemple par des signaux a@ousti- ques émis par le navire pétrol@er arrivé à la verticale de la structure immergée. L'élément de liaison, tel qu'une chaîne, présente une logueur correspondant sensiblement à la profondeur d'immersion de la structure, et la flottabilité du flott@ur doit être détermi- née de façon à permettre, après libération des organes -ie retenue, sa remontée à la surface de l'eau, ce qui entraîne le déploiement de l'élément de liaison entre la surface de l'eau et le caisson mobile se trouvant toujours dans sa position de repos sur la structure. Le flotteur comporte avantageusement un organe d'accro- chage susceptible d'être pris en charge par une installation de levage montée sur le navire pétrolier dans lequel va s'effectuer le chargement au pétrole, afin de permettre la remontée jusqu'au point de chargement au voisinage de la surface du caisson mobile suspendu à l'extrémité de l'élément de liaison. On comprend ainsi que grâce à la présente invention on réalise une remontee en deux temps du caisson mobile1 le premier temps consistani à faire remonter jusqu'à la surface le flotteur qui reste relié par l'élément de liaison au caisson mobile, puis le second temps consistant à fa Ire remonter le caisson mobile en exerçant une traction, à partir d'une installation de levage sur un navire en surface, sur le flotteur et l'élément de liaison, ce qui assure une remontée guidée à vitesse déterminée du caisson mobile qui vient alors se loger sans heurt dans le logement qui lui est destiné dans le navire ou est hissé sur le pont du navire le long d'un flanc de celui-ci. Afin de permettre aux conduites tubulaires flexibles reliant le caisson mobile et la structure immergée de conserver une disposition optimale pour les soustraire à l'action de la houle et des vagues, tant pendant la phase de repos lorsque le caisson se trouve sur la structure immergée, que pendant la phase de chargement où le caisson se trouve sur le navire, la ou chacune des conduites tubulaires flexibles du dispositif selon l'invention est reliée par une de ses extrémités à la partie inférieure de la structure immergée et par son autre extrémité au caisson mobile, la ou chacune desdites conduites s'enroulant autour d'une poulie rappelée vers le bas par un contrepoids. De préférence la longueur de la ou de chaque conduite et la valeur du contrepoids correspondant sont choisies de façon telle que la ou chacune des conduites se trouve en permanence à l'état tendu. Des conduites tubulaires que l'on peut avantageusement utiliser dans le cadre de la présente invention sont commercialisées en grande longueur par la Société déposante. De façon avantageuse des organes de guidage tubulaires sont prévus pour la ou chacune des conduites au voisinage de la structure immergée. De même des organes de guidage tubulaires peuvent être prévus pour le ou chacun des contrepoids. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va maintenant en décrire à titre d'exemple en aucune manière limitatif un mode de réalisation en se référant au dessin annexé dans lequel : -La figure 1 représente de façon schématique le dispositif selon l'invention en position de repos. -La figure 2 représente le dispositif selon l'invention au cours d'une phase de la mise en place du dispositif pour le chargement du pétrole à un navire arrivé en surface, -La figure 3 représente schématiquement le dispositif selon l'invention pendant la phase de chargement du petrole. Dans l'exemple représenté sur le dessin la structure immergée est constituée par la tête 1 d'un riser rigide 2 relié à sa partie inférieure, (non représentée), à une tête de puits, par exemple au moyen d'un joint articulé à la cardan. On doit cependant comprendre que l'invention n'est pas limitée à cette nature de structure immergée, le dispositif selon l'invention pouvant être utilisé avec tout type de structure immergée reliée d'une maniere quelconque à une tête de puits, la structure immergée pouvant meme faire partie de la tête de puits elle-même. A la partie supérieure de la structure 1 est disposé un caisson mobile 3 comportant à sa partie supérieure un logement dans lequel peut être mis en place un élément de liaison tel qu'une chaîne 4 que l'on voit à l'état replié dans le caisson mobile sur la- figure 1 et à l'état déployé sur la figure 2. Cet élément de liaison est fixé par une de ses extrémités au caisson mobile 3 et à son autre extrémité à un flotteur 5 susceptible d'être logé au moins en partie dans le logement du caisson.Dans la position de repos représentée sur la figure 1, le flotteur 5 est retenu dans le caisson mobile 3 par des organes de retenue, tels que des griffes, 6 comportant un mécanisme leur permettant d'être actionnées par un signal émis distance, par exemple un signal acoustique émis par un navire pétrolier 7 arrivé à la verticale de la structure immergée 1 comme on le voit sur les figures 2 et 3 Le pétrolier 7 peut avantageusement être muni de moyens de positionnement dynamiques, connus, lui permettant de maintenir sa positicn au-dessus de la structure immergée. Le dispositif selon ? invention comprend également une ou plusieurs conduites tubulaires flexibles, dont une seule est représentée en 8 sur le dessin, la ou chacune des conduites tubulaires 8 étant reliée en un point A a la partie inférieure de la structure immergée 1 et en un point B au caisson mobile 3 La ou les conduites tubulaires 8 SOIi} guidées le long de la structu- re I par des organes de guidage tubulaires 9. La ou chacune des conduites tubulaires 3 s'enroule autour d'une poulie 10 rappelée vers le bas par un contrepoids Il guidé dan-s les organes tubulaires de guidage 12. Le navire pétrolier 7 comporte une installation de levage schématisée en 13 et un puIts 14 adapté pour recevoir le caisson mobile 3. Le navire pétrolier 7 peut ne pas posséder de puits 14, le caisson mobile 3 étant alors remonté le long des flancs du bateau jusqu' à la position souhaitée pour le chargement du pétrole. On va maintenant décrire en se référant au dessin le fonctionnement du dispositif selon l'invention. Dans la position de repos représentée sur la figure 1 le caisson mobile 3 se trouve sur la structure immergée 1 de telle sorte qu'aucune installation volumineuse ne se trouve en surface, ce qui offre la totale liberté de navigation dans la zone se trouvant au-dessus du dispositif. Lorsqu'un navire pétrolier 7 arrive à la verticale de la structure immergée 1 et qu'il se positionne au-dessus de cette structure, il émet un signal acoustique qui libère les organes de retenue 6 et permet la remontée à la surface du flotteur 5, ce qui provoque le déploiement de l'élément de liaison 4 qui était contenu dans le caisson mobile 3. Une fois le flotteur 5 arrivé à la surface de l'eau dans le puits 14 ou le long du flanc du bateau on accroche ce flotteur 5 au dispositif de levage 13 dont est muni le navire 7 et l'on remonte ainsi le caisson mobile 3 jusqu'à la position représentée dans la figure 3 dans le puits 14 ou le long du flanc du bateau jusqu'au pont de celui-ci ou en tout emplacement convenable pour le chargement du pétrole dans les soutes du navire pétrolier. On remarque que grâce aux ou à chaque dispositif à poulie 10 et contrepoids 11, la ou les conduites tubulaires flexibles 8 restent constamment à l'état tendu, tant dans la p3sitIOfl de pas de la figure l que dans la position de chargement de la figure 3 ou même pendant la phase de remontée du caisson mobile 3, la poulie 10 et le contrepoids 1l remontant également pendant la phase de remontée du caisson, mais d'une distance égale à la moitié de celle parcourue par le caisson 3. La ou les conduites tubulaires flexibles 8 ont ainsi constamment une position optimale vis- -vis de la houle ou des courants. Une fois le remplissage du navire pétrolier réalisé on replace dans le caisson mobile 3 le flotteur 5 et l'élément de liaison 4, et l'on assure la descente du caisson mobile 3 jusqu'd la structure immergée 1 grâce à 1'installation de levage 13. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec une forme de réalisation particulière, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter toutes modifications souhaitables sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. R E V E N D I C A T I O N S 1.Dispositif de collecte de pétrole produit à partir de puits sous-marins, comprenant une structure immergée fixe ou stationnaire, en communication avec 'me t?te de de puits sous-marin, un caisson mobile entre une position de repos sur ladite st@uctu- re et une position de chargement du pétrole au voisinage de la surface de l'eau, et au moins une conduite @ubulaire flexible reliant en permanence ladite st@ucture et ledit caisson mobils, le dispositif étant caractérisé par le fait que le caisson mobile comporte à sa partie supérleure un logement recevant un flotteur et un élément de liaison, notamment une chaîne, susceptible d'être repliée dans ledit logement, fixée à l'une de ses extrémités dans le logement et à l'autre extrémité au flotteur, ledit flotteur étant retenu dans le logement par des crganes de retenue libérables, susceptibles d'être actionnés à distance. 2. Dispositif salon la revendication 1, cara@@érisé par le fait que l'élément de liaison présente une logueur correspondant sensiblement à la profondeur d'immersion de ladite structure 3. Dispositif selon autre quelconque des @evendications et 2, caractérIsé par le fait que :a @lot@abilité du flotteur est déterminée de façon à permettre, apràs libération des organes de retenue, la remontée à la surface de l'eau dudit flotteur entrai- nuant le déploiement de l'élément de liaison entre la surface de l'eau et le caisson mobile maintenu dans sa position de repos sur ladite structure. Dispositif selon lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit flotteur comporte un élément d'accrochage susceptible d'être pris en charge par une installation de levage d'un navire re pétrolier, pour permettre la remontée au voisinage de la surface du caisson mobile suspendu à l'extrémité de l'élément de liaison. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les organes de retenue dudit flotteur dans le caisson mobile sont susceptibles d'être actionnés à distance par des signaux accustiques. 6. Dispositif f de collecte de pétrole produit à partir de puits sous marins comprenant une structure immergée fixe ou stationnaire en communication avec une tête de puits sous-marin, un caisson mobile entre ?ZL position de repos sur ladite structure et une position de chargement du pétrole au voisinage de la surface de l'eau, et au moins une conduite tubulaire flexible reliant en permanence ladite structure et ledit caisson selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la ou chacune des conduites tubulaires flexibles est reliée par une de ses extrémités à la partie inférieure de la structure immergée et par son autre extrémité audit caisson mobile, la ou chacune desdites conduites s'enroulant autour d'une poulie rappelée vers le bas par un contrepoids. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la longueur de la ou de chaque conduite tubulaire flexible et la valeur du contrepoids correspondant sont choisies de façon telle que la ou chacune des conduites se trouvent constamment à l'état tendu. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait qu'il comprend des organes de guidage tubulaires pour la ou chacune des conduites tubulaires flexibles au voisinage de ladite structure immergée. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend des organes de guidage tubulaires pour le ou chacun des contrepoids.