Brevet FR2389529A1 — publié le 19781201

L'invention concerne un flotteur à pression variable pour pose de conduite sous-marine, le flotteur étant constitué d'élé ment s tubulaires reliés par des suspentes à la conduite maintenue à une certaine distance du fond sous-marin sur des guideropes, des canalisations résistant à la pression reliant chaque élément à un poste de mise sous pression situé en surface, et des procédés de compensation de la pression hydrostatique et de pose de conduite comportant un tel flotteur. Les canalisations sous-marines pour le transport de liquide ou#de gaz reposent soit directement sur le fond sousmarin, soit en sont maintenues à une certaine distance. Dans le deuxième cas, la conduite est suspendue sous des flotteurs et maintenue par des guideropes reposant sur le fond sous-marin. Dans certaines méthodes de pose, le maintien de la canalisation au-dessus du fond nla qu'un Intérêt limité à la mise en place de la conduite- par remorquage, les flotteurs étant soit largués, soit noyés ce qui entrain l'échouage de la canalisation sur le fond. Par contre, il peut autre intéressant de maintenir la conduite au-dessus du fond lorsque celui-ci présente un relief rela- tivement accidenté. Dans ce cas, les flotteurs doivent résister à la pression de l'eau et cela pendant toute la durée d'exploitation de la conduite. Ce procédé ne pose pas de problème pour des fonds jusqu'à 300 m et, le flotteur peut être réalisé en un matériau relativement mince.Lorsque l'on atteint des profondeurs supérieures, la pression qui s'exerce sur les parois du flotteur est telle qu'il n'est pas possible de donner aux parois une épaisseur leur permettant de résister à des pressions supérieures à 100 kg/cm2 (pour des fonds supérieurs à 1000 m), la flottabilité restante étant trop faible pour présenter un intérsst. Le brevet français no1 272 576 décrit une méthode de pose de conduite en eaux profondes utilisant des flotteurs cylindriques séparés, à paroi mince. La pression hydrostatique ambiante est contrebalancée dans le flotteur par une pression d'air fournie par un compresseur disposé en surface. L'air est amené à chacun des flotteurs par des canalisations de faible diamètre, capables de supporter de fortes pressions,disposées le long de la conduite. Chaque flotteur est équipé de soupapes d'admission et dtévacuation de l'eau de mer. La soupape dtadmission permet de noyer le flotteur quand il arrive à une profondeur déterminée à l'avance.La soupape d'évacuation permet la chasse partielle ou totale de lteau contenue dans un flotteur afin de réaliser une flottabilité déterminée. Le problème que tend à résoudre une telle réalisation est la pose d'une canalisation selon un profil d'équilibre à double courbure, ou en d'autres termes d'obtenir lors de la pose une plongée de la conduite selon une forte pente proche de la verticale. Il est donc nécessaire, en jouant sur le remplissage des flotteurs, de maintenir cette courbe pendant toute la pose de la canalisation. Pour ce faire, les flotteurs ont des longueurs relativement faibles, de l'ordre de 10 m, afin de limiter les variations de pression lorsqu'ils se trouvent dans la partie à forte pente, et de permettre un réglage de flottabilité plus facile. Les flotteurs sont noyés à une certaine profondeur pour permettre à la conduite de se poser sur le fond. Du fait des variations rapides de profondeur donc de pression à laquelle sont soumis les flotteurs, ceux-ci sont constitués de réservoirs séparés à fond bombé. La mise en pression est réalisée par l'intermédiaire d'un tube raccordant le flotteur au faisceau de canalisations disposé sur la conduite. Afin de protéger le tube de raccordement et la soupape de remplissage, un manchon perforé est placé entre les extrémités voisines des flotteurs. L'invention procède du dispositif ci-dessus décrit et a pour but la réalisation d'un flotteur maintenant en permanence la conduite à une hauteur déterminée par rapport au fond soustmarinf la conduite reliant des installations à terre ou sous-marines à faible profondeur en suivant un profil sous-marin plongeant à grande profondeur. Le flotteur se présente sous l'aspect d'un tube continu, séparé en compartiments étanches par des cloisons transversales. Les canalisations résistant à la pression sont fixées au tube et alimentent chacun des compartiments. Les canalisations sont reliées à un poste de mise sous pression situé en surface. Selon une forme de réalisation, un clapet anti-retour est prévu à chaque compartiment, ledit clapet faisant communiquer l'intérieur du compartiment avec l'extérieur lorsque la pression interne dépasse la pression hydrostatique correspondant à la profondeur envisagée. Le procédé de compensation de la pression hydrostatique dans un flotteur immergé maintenant une conduite sur guideropes à une faible profondeur du sol sous-marin est remarquable en ce que l'on maintient en permanence dans chaque compartiment du flotteur une pression de gaz équilibrant la pression hydrostatique correspondant à la profondeur à laquelle le flotteur est stabilisé, ladite pression de gaz étant contrôlée en permanence à partir d'un poste de mise sous pression situé à terre à au moins une des extrémités de la conduite, Le procédé de pose d'une conduite supportée par un flotteur selon l'invention, dont la pression dans les compartiments est augmentée progressivement jusqu'à la pression correspondant à la cote la plus basse à atteindre, est remarquable en ce que la décompression des compartiments du tube ayant la cote la plus basse s'opère automatiquement lors de leur déplacement vers les cotes supérieures par les clapets anti-retour. La description et les figures, données ci-après à titre d'exemple, permettront de bien comprendre comment l'invention peut entre réalisée, La figure 1 montre schématiquement une conduite suspendue à un flotteur longeant un profil sous-marin. La figure 2 est une vue en coupe d'une partie de flotteur selon l'invention. La figure t montre schématiquement une conduite posée sur un profil sous-marin, dont les cotes varient, à titre d'exemple, de O à -2000 pour remonter à O. La conduite représentée est du type à flotteur et comporte, selon une réalisation connue, un tube (ou plusieurs tubes) servant de flotteur 1 muni de suspentes 2 qui soutiennent la conduite 3. La conduite ou un dispositif relié au flotteur porte des guideropes 4 qui reposent sur le fond sous-marin. On peut prévoir au mieux des flotteurs résistant à 300 m d'immersion, mais il est impossible de dépasser cette profondeur car l'épaisseur des tubes devrait être trop importante et le poids du flotteur sera tel que sa flottabilité serait trop réduite et par conséquent sans intéret. Le flotteur selon l'invention, représenté figure 2, consiste en un tube continu 1 séparé par des cloisons 5 transversales. Les cloisons délimitent des éléments de flotteur ou compartiments 6 étanches. Dans chaque compartiment ainsi formé débouche une canalisation T résistant à haute pression. Cette canalisation d'une section de quelques centimètres carrés, est reliée, àson autre extrémité, à un poste de mise sous pression 8 situé à terre, Ce poste de mise sous pression est essentiellement constitué d'un groupe compresseur de gaz, d'un distributeur répartissant dans chaque canalisation le gaz comprimé, de moyens de réglage et de contrtle de la pression, Lorsque la longueur de la conduite et par conséquent du flotteur est grande (plusieurs centaines de ki lomètres), un second poste de mise sous pression peut être prévu à l'autre extrémité de la conduite, chaque poste alimentant une moitié du flotteur. Selon l'exemple de réalisation représenté, les canalisations 7 sont fixées à l'intérieur du flotteur et traversent chaque cloison 5 de manière étanche. Selon un autre exemple de réalisation non représenté, les canalisations sont fixées à la surface du tube et alimentent chacun des compartiments. Chaque compartiment est muni sur sa paroi latérale d'un clapet anti-retour 9 mettant en communication l'intérieur du compartiment avec l'extérieur lorsque la pression dans le compartiment dépasse la pression hydrostatique de la cote à laquelle se trouve le compartiment flotteur. ce clapet a une double fonction. Si, lors de l'exploitation de la conduite, une défaillance des moyens de contrtle se produit, la pression dans le compartiment devient plus élevée que celle nécessaire à la compensation de la pression hydrostatique, le clapet laisse échapper le gaz évitant ainsi une surpression dans le compartiment et sa destruction. Lors de la pose de la conduite, selon le procédé consistant à remorquer la conduite le long d'un profif sous-marin, comme celui représenté dans la figure I, les compartiments de tête 10, après entre passés à la cote -2000 m remontent pour atteindre une cote proche du niveau de la mer et sont alors successivement soumis à des pressions décroissantes. Afin d'éviter des ajustages déli- cats des pressions dans chaque compartiment en cours de remontée, la pression au poste de distribution est maintenue constante et égale à la pression hydrostatique la plus forte, tandis que le clapet anti-retour permet l'ajustage automatique de la pression dans le compartiment à la pression hydrostatique correspondant à la cote à laquelle se trouve le flotteur. Selon un autre procédé de pose de conduite sous-marine, la conduite, après avoir été remorquée comme précédemment décrit, peut autre déposée sur le fond, après largage du flotteur et des guideropes. Dans ce cas, la remontée du flotteur en surface ne pose aucun problème de décompression des compartiments, la pression dans ceux-ci étant automatiquement ajustée à la pression hydrostatique ambiante par l'action des clapets anti-retour. Le flot récupéré lors récupéré avec ses canalisations d'alimentation des compartiments. Selon un exemple de réalisation, le tube formant le flotteur a un diamètre d'environ 1 m et une épaisseur de 10 mm, sa flottabilit# est de 590 kg par mètre linéaire, les cloisons sont réparties tous les 100 m. Selon la pente du sol sous-marin, la longueur des compartiments peut atteindre 1000 m, Le flotteur est destiné à des conduites devant épouser un profil dont les pentes maximales sont de l'ordre de 15%. Dans le cas d'un compartiment de 1000 m de long, la différence de pression entre ees deux extrémités pour une pente de 600 sera de 6 kg/cm2, ce qui est parfaitement acceptable pour un tube de 10 mm d'épaisseur. Le diamètre du flotteur doit entre adapté à la charge qu'il doit supporter. Le calcul donnant le diamètre du flotteur en fonction de la charge à supporter est connu de l'homme de l'art et ne sera pas développé. La conduite de transport de produit est constituée d'un ou plusieurs tubes d'acier dont les diamètres peuvent être différents. A titre d'exemple et pour donner une idée approximative des poids des conduites - une conduite de 170 mm environ de diamètre intérieur et d'une épaisseur de 10 mm pèse dans l'eau 19 kg/m, - une conduite de 195 mm environ de diamètre intérieur et d'une épaisseur de 13 mm pèse dans l'eau 25 kg/m) > - enfin une conduite de 250 mm environ de diamètre intérieur pour 13 mm d'épaisseur pèse dans l'eau 21 kg/m. I1 est donc possible d'utiliser des flotteurs d'un diamètre inférieur au mètre et présentant cependant une flottabilité suffisante pour supporter plusieurs conduites et les guideropes nécessaires à la stabilisation. Aussi, afin d'avoir une plus grande marge de sécurité quant aux différences de pression acceptable par le flotteur, une réalisation préférée utilise un flotteur de l'ordre de 400 mm de diamètre et de 10 mm d'épaisseur qui sont susceptibles de résister à 300 m d'immersion. Selon une variante du procédé de pose de conduite par remorquage sur le fond sous-marin, les clapets anti-retour ne sont pas utilisés. La pression est réglée dans les compartiments passant d'une cote inférieure à une cote supérieure par décompression au travers des canalisations. cette méthode est plus délicate, du fait de la longueur des canalisations, et par conséquent du temps non négligeable mis pour la transmission de la pression, délai de transmission essentiellement variable lors de la pose. REVENDICAIONS 1. Flotteur à pression variable pour pose de conduite sous-marine, le flotteur étant constitué d'éléments tubulaires reliés par des suspentes à la conduite maintenue à une certaine distance du fond sous-marin sur des guideropes, des canalisations résistant à la pression reliant chaque élément à un poste de mise sous pression situé en surface, caractérisé en ce que le flotteur est constitué d'un tube continu divisé en éléments ou compartiments étanches successifs, les canalisations résistant à la pression alimentant chaque compartiment étant fixées longitudinalement au tube continu. 2. Flotteur à pression variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canalisations résistant à la pression sont fixées longitudinalement à l'intérieur du tube continu et traversent les cloisons des compartiments précédents par un passage étanche, 3. Flotteur à pression variable selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque compartiment porte dans sa paroi latérale un clapet faisant communiquer l'intérieur du com- partiment avec l'extérieur et susceptible d'établir cette communication lorsque la pression hydrostatique extérieure est inférieure à la pression à l'intérieur du compartiment. 4. Procédé pour la mise en oeuvre du flotteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on maintient en permanence dans chaque compartiment du flotteur une pression de gaz équilibrant la pression hydrostatique correspondant à la profondeur à laquelle le compartiment est stabilisé. 5. Procédé de pose de conduite supportée par un flotteur selon la revendication 1 ou 2, dont la pression des compartiments est augmentée progressivement jusqu'à la pression correspondant à la pression hydrostatique à la cote la plus basse atteinte, caractérisé en ce que l'ajustage de la pression des compartiments du flotteur ayant atteint la cote la plus basse est obtenu, lors de leur déplacement vers des cotes supérieures, par décompression au travers des canalisations résistant à la pression. 6. Procédé de pose de conduite supportée par un flotteur selon la revendication 3, dont la pression dans les compartiments est augmentée progressivement jusqu'à la pression correspondant à la pression hydrostatique à la cote la plus basse atteinte, carac térisé en ce que l'aåustage de la pression des compartiments du flotteur ayant atteint la cote la plus basse est obtenu, lors de leur déplacement vers des cotes supérieures, par décompression au travers des clapets.