Brevet FR2383119A1 — publié le 19781006

L'invention est relative aux ensembles du genre des plates formes pour la récupération ou le stockage, en mer, de produits pétroliers (liquides ou gazeux), donc à implanter sur un fond marin ou autre, généralement appelées (plates-formes offshore". Elle concerne plus spécialement les ensembles constitués ess=Wf tiellement par une structure flottante et des piles, avec des moyens de manoeuvre du genre vérins ou autres, destinés à permettre de déplacer la structure verticalement par rapport aux piles (plates-formes connues sous le nom anglais de jacking-up"). I1 est entendu cependant que l'application aux plates-formes susvisées n'est donnée qu'à titre d'exemple, et que l'invention s'appliquerait à tous autres ensembles comprenant une structure traversée par des éléments tels que des piles ou autres, avec des moyens pour faire varier la position relative des piles par rapport à la structure. Dans l'application plus spécialement visez, le transport maritime de la plate-forme jusqu'au site de travail s'effectue par remorquage, les piles étant initialement dans une position haute, c'est-à-dire avec la majeure partie de celles-ci au-dessus de la structure flottante. Apyres qu'un tel ensemble a été amené au site de travail, les moyens de manoeuvre sont actionnés pour assurer la descente des piles sur le fond marin, jusqu' à ce que celles-ci viennent en contact avec ledit fond. Lorsqu'une bonne assise a été réalisée, on opère, toujours avec les memes moyens, le soulèvement de la structure, qui vient alors occuper sa position définitive, pour constituer le pont de la plate-forme, à une hauteur convenahle au-dessus du niveau de la mer. La pratique montre que l'actionnement des moyens de manoeuvre, notamment à vérins, qu'ils comportent, n'offre pas une sécurité complète, notamment en ce qui concerne les avaries éventuelles des vérins, d'où la nécessité de les remplacer lorsque nécessaire. En outre, il peut être utile d'éviter de maintenir sous pression lesdits vérins, une fois atteinte une position relative déterminée de la structure. L'invention a pour objet des moyens pour permettre de répondre à ces desiderata. Elle consiste, principalement, à combiner avec lesdits moyens de manoeuvre, à vérins ou autres, des moyens de blocage, notamment à vis et écrou, propres à permettre de maintenir la structure à n'importe quelle position relative, indépendamment desdits vérins. Les moyens peuvent être, soit établis séparément desdits vérins, soit former avec chacun d'eux un même ensemble. Selon un mode de réalisation préféré, on constitue lesdits moyens essentiellement par une tige filetée reliée à une extrémité à la pile coopérant avec la structure, notamment par un dispositif de crabotage, ladite tige coulissant dans un support solidaire de la structure, en combinaison avec deux écrous automoteurs dont le support peut se déplacer axialement le long de la tige filetée, le blocage se faisant, lorsque désiré, par une rotation desdits écrous propres à assurer une solidarisation avec la structure. Pendant les manoeuvres, lesdits écrous sont dans des positions telles que la vis peut se déplacer librement dans son support relié à la structure. Si l'on désire le blocage à un moment quelconque, il suffit de commander la rotation des écrous auto-moteurs. L'arrêt de ces derniers en position de blocage se fera de préférence automatiquement à l'aide de dispositifs palpeurs. L'invention comprend, mises à part ces dispositions, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après. Elle vise, plus particulièrement, certains modes d'application, ainsi que certains modes de réalisation, desdites disposi-tions ; et elle vise, plus particulièrement encore et ce à titre de produits industriels nouveaux, les ensembles du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, ainsi que les éléments spéciaux propres à leur établissement. Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise a l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexes, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. La figure 1, de ces dessins, montre très schématiquement, à petite échelle, une plate-forme à structure flottante (type jacking-up) à laquelle peut s'appliquer l'invention. La figure 2 montre séparément en perspective partielle, à plus grande échelle, une cage de manoeuvre destinée à être solidaire de la structure flottante et supportant un système de vérins et un dispositif de blocage à vis conforme à l'invention, l'ensemble étant également conforme à l'invention. La figure 3 illustre en coupe verticale partielle la liaison entre la structure d'une telle plate-forme, et-l'une de ses pilés avec les vérins de commande de déplacement relatif entre structure flottante et piles et les dispositifs de blocage à vis. Les figures 4 et 5 illustrent schématiquement et séparément, en coupe verticale, un dispositif de blocage à vis tel que prévu dans l'ensemble des figures 2 et 3, ces dispositifs étant représentés respectivement dans une position libre et dans une position de blocage. Les figures 6 et 7 illustrent semblablement un dispositif du même genre, combiné avec un vérin de commande. Les figures 8 et 9, enfin, montrent en élévation partielle, à plus grande échelle, portions enco-upe, et en plan, l'ensemble précédent et plus spécialement l'un des écrous auto-moteurs, le tout conforme à l'invention. Selon l'invention, et plus specialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, considérant par exemple une plateforme de type à structure flottante S (fig.1) et à piles P susceptibles de coulisser dans cette structure, de façon à permettre le transport maritime par remorquage, puis l'implantation sur un fond marin F, les piles étant descendues pour prendre appui sur celui-ci, avec enfin élévation de la structure pour venir occuper une position telle que S' au-dessus du niveau de la mer N, et se proposant d'établir les moyens de manoeuvre destinés à permettre ces déplacements relatifs entre structure et piles, on s'y prend comme suit ou de façon analogue. En ce qui concerne lesdits moyens dans leur ensemble, on peut recourir à diverses dispositions connues, en utilisant notamment des vérins agissant pas à pas, en combinaison avec des moyens de crabotage venant prendre appui sur les piles P, par exemple sur des trous appropriés prévus sur celles-ci. I1 semble cependant avantageux de recourir au mode de réalisation décrit ci-dessous. Dans le mode de réalisation representé sur les figures 2 et 3, on prévoit pour chaque pile P une cage de manoeuvre C propre à être rendue solidaire de la structure S et à l'inte- rieur de celle-ci, ladite cage étant destinée à servir de sup port au système de vérins tout en étant traversée par la pile P avec un jeu convenable permettant notamment de loger les engins de manoeuvre, vérins et autres On voit sur la figure 2 une cage C de ce genre, en perspective, cette cage étant constituée essentiellement par une série de poteaux 1 réunis par au moins une armature annulaire 2, en étant par exemple soudés aux éléments correspondants de la structure flottante S. Cette cage supporte le système de vérins qui peut comporter, soit un seul jeu de vérins répartis autour de l'axe de la cage et coopérant avec deux jeux de crabots ou autres moyens propres à venir par exemple coopérer avec des trous de crabotage 3 prévus dans la pile P, soit, et mieux, deux jeux de vérins superposés travaillant l'un après autre. Cette dernière solution est représentée s-ur les dessins où l'on voit (fig. 2 et 3) deux séries de vérins Vi et V2 dont les corps sont fixés aux poteaux 1 de la cage C, tandis que les tiges de manoeuvre 4 sont articulées sur deux couronnes de cra botage, respectivement inférieure i 51 et-supérieure 52 La fixa- tion des vérins s'effectue par exemple sur des consoles telles que 6 (fig.3). Les couronnes 51' 52 sont donc munies de crabots tels que 7 (fig.3), manoeuvrables eux-mêmes à l'aide de-vérins de commande 8. Les piles P peuvent être constituées par des tubes métalliques convenablement entretoisés-à l'intérieur, comme montré en 17 (fig.. 2) ou de toute autre manière. L'ensemble précédent fonctionne de façon telle que les deux groupes de vérins agissent 1 t un après l'autre, l'un étant libre pendant que l'autre est actionné. Dans un tel ensemble des difficultés peuvent se présenter du fait par exemple de la défaillance d'un vérin. I1 faut aussi envisager, de toute façon, la possibilité de remplacer aisément un vérin quelconque. Enfin, il n'est pas souhaitable de laisser les vérins trop longtemps sous charge. Pour tenir compte de ces difficultés, on a recours, conformiment à l'invention, à des moyens de blocage, entre piles P et structure S, qui peuvent intervenir indépendamment des vérins. Ces moyens de blocage pourraient être conçus.de diverses -manières. Toutefois, il est avantageux, selon le mode de réali sation qui va être décrit et qui est illustré sur les dessins, de recourir à des dispositifs de vis et écrou. Ces dispositifs seront, de préférence, répartis autour des piles, notamment dans les intervalles séparant les piles de la cage C susvisée (bien que non nécessairement) et ils pourront être, soit distincts des vérins, soit combinés avec ceux-ci, comme supposé sur les figures 6 et 7, ainsi que sur les figures 2 et 3, où l'on voit que certains vérins V1, sur la droite desdites figures, sont traités de cette manière. Suivant le mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5,on a recours,pour chacun des dispositifs de blocage,à une tige filetée 30,montée coulissante dans un support ou fourreau 31 fixé sur la structure S (par exemple sur une console telle que 6),tige dont la partie supérieure est reliée de façon articulée en 32 à l'une des couronnes de crabotage 5,5 2 Sur cette tige filetée,qui ne tourne pas,sont enfilés deux écrous inférieur et supérieur 33, lesquels écrous sont auto-moteurs,c'est-a-dire entrainés par un moteur hydraulique,pneumatique,électrique,etc.,par exemple un moteur électrique 34 (fig.8 et9), l'ensemble du moteur,de son réducteur 35 et de l'écrou 33 étant porté par un chariot 36 propre à coulisser le long de la tige filetée 30, ce pour quoi par exemple - ou bien, comme représenté, on prévoit sur le chariot 36 un clavetage porté par un collier 37 du châssis et coagissant avec une rainure 38 de la vis (figure 8), - ou bien, on prévoit un ensemble clavetage ou des glissières entre chariot 36 et le support ou fourreau 31. L'entraînement de l'écrou se fait par les engrenages 35 dont l'un peut être prévu directement sur l'écrou correspondant. La liaison axiale entre chariot 36 et écrou 33 se fait par un ergot ou galet d'entraînement 40 et une rainure de guidage 41. Un tel ensemble est complété par des moyens propres à commander l'arrivée des écrous dans leur position finale de serrage ou de non serrage, moyens commandés par exemple par des palpeurs de fin de course tels que 39. Dans un tel ensemble, les écrous 33 peuvent occuper deux positions extrêmes, savoir - soit une position écartée, telle que représentée sur la figure 4, pour laquelle la tige 30 est libre de coulisser dans le support tel que 31, cette position laissant donc la possibilité de manoeuvrer les vérins V1, V2, - soit une position pour laquelle, les deux écrous 33 étant manoeuvrés en sens opposés par leurs moteurs 34, se déplacent axialement sur la tige 30, pour venir se serrer sur des surfaces correspondantes du support 31, en assurant ainsi un blocage complet de la structure S sur les piles P. Pour cette dernière position, la structure est rendue solidaire des piles indépendamment des vérins V1, V2. On peut donc effectuer toutes opérations sur ces dernièrs . D'autre part il est à noter que, si un mauvais fonctionnement des vérins apparait au cours de la manoeuvre de ceux-ci, on peut effectuer le blocage par vis quelle que soit la position relative actuelle de la structure sur les piles. On obtient donc une sécurité totale. Les figures 6 et 7 montrent, semblablement aux figures 4 et 5, un mode de réalisation pour lequel la vis 30 ainsi que le système de blocage sont combinés avec un vérin 71 ou V2 dont on voit le cylindre en 9. Le support 31 peut être alors établi en prolongement du cylindre 9, et de même la vis 30 en prolongement de la tige 4 du vérin. I1 est entendu que, dans un cas comme dans îtautre, l'actionnement des écrous 33, qui peut etre réalisé à tout moment, peut également être, lorsqu'on le désire, conjugué avec le mouvement principal, c'est-à-dire avec la course des vérins, notamment de façon telle que la manoeuvre de blocage intervienne automatiquement à la fin de la manoeuvre des vérins, ce qui assure la décharge de ces derniers. Les dispositifs de blocage en question pourront être calculés en effet pour supporter de lourdes charges, 100 à 1000 t ou plus. Deux vitesses d'actionnement des moteurs 34 peuvent être prévues, l'une normale, l'autre plus réduite en fin de course. Enfin, il pourra être intéressant de combiner, avec les tiges 30 et les supports 31, des moyens amortisseurs du genre de ceux décrits dans une demande de brevet déposée concurremment à la présente et avec le même titre, ces moyens- réduisant - les efforts de chocs sur la structure (efforts dus à la houle). En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on peut réaliser des ensembles, notamment des platesformes offshore, du type susvisé qui offrent des conditions de sécurité beaucoup plus élevées que jusqu'≈présent et qui permettent en outre d'opérer aisément toutes réparations sur les vérins et, de toute façon, de soulager ces derniers qui n'interviennent qu'au moment des manoeuvres. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles pour lesquelles les dispositifs de blocage susvisés seraient utilisés pour des ensembles autres que les plates-formes offshore, mais comprenant une structure mobile par rapport à des piles ou supports. REVENDICATIONS 1. Ensemble comprenant une structure susceptible d'ê- tre déplacée par-rapport à des éléments de support, notamment de piles la traversant, plus spécialement du genre des platesformes pour installations pétrolières ou autres, du type offshore, avec des moyens de manoeuvre, tels que des vérins, pour commander les déplacements relatifs entre structure et piles, caractérisé par le fait que sont combinés, avec lesdits moyens de manoeuvre, à vérins ou autres, des moyens de blocage propres à permettre de maintenir la structure en n'importe quelle position relative indépendamment desdits vérins. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de blocage sont réalisés à l'aide de tiges filetées coulissant à travers les supports solidaires de la structure et susceptibles d'être solidarisés avec lesdits supports dans n'importe quelle position relative à l'aide d'écrous coopérant avec lesdites tiges filetées. 3. Ensemble selon la revendication 1 ou les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens sont établis séparément des moyens de manoeuvre ou vérins. 4. Ensemble selon la revendication 1 ou les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens de blocage sont établis de façon à former un ensemble avec les moyens de manoeuvre, c'es-t-à-dire les vérins. 5. Ensemble selon les revendications 1 et 2, carac térisé par le fait que les écrous sont auto-moteurs, c'est-à- dire portés par- un support susceptible de coulisser le long de la tige filetée. 6. Ensemble selon la revendication 5,-caractérisé par le fait que~ledit support est claveté sur au moins une rainure prévue sur la tige filetée. 7. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit support est guidé axialement par rapport au support traversé- par la tige filetee.. 8. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'arrêt des écrous en position de blocage se fait automatiquement à l'aide de dispositifs palpeurs. 9. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le support coopérant avec la tige filetée est disposé à la suite d'un vérin et suivant son axe, ladite tige filetée étant solidaire de la tige propre du vérin. 10. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les moteurs entraînant les écrous sont à deux vitesses.