Brevet FR2372467A1 — publié le 19780623

La présente invention a pour objet un procédé de stabilisation d'une plate-forme supportée par un navire ou barge, ainsi que les dispositifs permettant de réaliser cette stabilisation. Il est nécessaire, en effet, que la plateforme ne subisse pas les mouvements verticaux de la barge sous l'effet de la houle, mais qu'elle demeure dans son plan horizontal de référence. Sur une telle plate-forme peut être installé notamment un dispositif destiné à procéder à la prise d'échantillons des sols au fond de la mer, par forage dit "rotary" ou tout autre moyen.Une telle plate-forme peut également être utilisée pour des travaux d'observation ou autres à différents niveaux entre le fond de la mer et le pont du navire. La plate-forme suivant l'invention, portée par un derrick fixé sur le pont du navire ou barge, est suspendue par des câbles rattachés à un système de vérin mouflé monté sur la barge et qui est asservi à un dispositif enregistrant les déplacements en hauteur de la barge par rapport au fond. - Les déplacements en hauteur de la barge sont enregistrés grâce à un câble dont l'une des extrémités est fixée à une masse reposant sur le fond que l'on mouille au point voulu et dont l'autre extrémité s'enroule sur un cylindre porté par la plate-forme, et dont la rotation dans l'un et l'autre sens commande par le dispositif d'asservissement du système de vérins les mouvements de la plate-forme compensateurs de ceux subis par la barge. Le mouillage de la masse s'opère au moyen d'un treuil monté sur le pont de la barge, cette masse étant pour la navigation remontée pour fermer le fond du puits dans lequel se trouve la plate-forme. A titre d'exemple et pour faciliter l'intelligence de la description, on a représenté aux dessins annexés une forme de réalisation de l'invention, relative au cas d'une plate-forme de forage; dans ces dessins La figure 1 est une vue purement schématique de l'ensemble du dispositif; La figure 2 est une vue montrant comment la plate-forme est suspendue dans le derrick; La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; La figure 4 est une vue correspondant à la figure 2 montrant le corps mort immergé; et la figure 5 une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4. Dans cet exemple, ainsi qu'on le voit au schéma de la figure 1, la barge 1 (dont la partie centrale a seule été représentée) porte un derrick 3 auquel est suspendue la plate-forme de forage 2. Ce derrick est prolongé par un puits 13 ouvert au fond de la barge.- La suspension de la plate-forme est réalisée grâce à un (ou des-) câble 4 qui, après passage sur des poulies 5,6 montées sur la traverse supérieure du derrick aboutit à un vérin mouflé 7.Ce vérin est hydraulique et à double effet; ses mouvements sont commandés par un dispositif d'asservissement qui sera décrit ci-après; il assure des mouvements verticaux de la plate-forme, compensateurs des déplacements verticaux que subit la barge sous l'effet de la houle. A cet effet, on a monté sur le pont de la barge un treuil à tension constante 9 auquel est relié par un câble 12 une masse pesante ou corps mort11 reposant sur le fond de la mer; ce câble fait au moins un tour autour d'un tambour ou réa 8 porté par la plate-forme 2; il passe ensuite sur une poulie ou réa 10 monté sur le derrick.Le treuil 9 étant à tension constante donne la certitude que le câble 12 est bien sensiblement rectiligne et que le réa 8 est entraîné dans un sens ou l'autre suivant que la barge monte ou descend. Les mouvements verticaux de la barge et par conséquent du réa 10 monté sur le derrick ont pour effet de faire tourner le réa 8; et la rotation de celui-ci est utilisée pour commander les mouvements du vérin 7, grâce à tout dispositif d'asservissement approprié. Dans ce but, les rotations du réa 8 dans l'un ou l'autre sens sont utilises pour moduler un courant électrique lequel est transmis au pupitre de commande et à un système de distribution approprié du liquide sous pression qui alimente le vérin à double effet 7 auquel est suspendue,comme dit ci-dessus, la plate-forme 2.Le système de distribution 14 du liquide sous pression au vérin et le pupitre de commande sont disposés en tout endroit approprié de la barge. En particulier, ce dispositif d'asservissement peut être établi sur le même principe que celui qui a été décrit dans le brevet déposé par le même inventeur le 18 AOUT 1972, sous le titre "PROCEDE ET DISPOSITIF ANTI-PILONNEMENT DE CHARGES PORTEES, NOTANT SUR VEHICULES AQUATIQUES" et publié sous le numéro 2.196.625.Le réa 8 du présent appareil accomplit ici une fonction analogue à celle qui l'est, dans ledit brevet n0 2.196.625 par l'enrouleur 17. Si l'on se reporte aux figures 2 et 3 des dessins annexés, on voit que cet appareillage peut être réalisé comme suit Dans la barge i est prévu un emplacement recevant la plate-forme 2 qui est guidée verticalement par quatre colonnes 15. La plate-forme est, en outre, guidée dans son mouvement vertical par huit galets latéraux non représentés, de maniere å éviter que les colonnes de guidage 15 ne subissent de trop importantes flexions.Dans la figure 2, la plate-forme 2 est représentée en traits pleins en position extrême basse; et grâce à la traction commandée au moyen du câble de suspension 4 par le vérin 7, elle peut s'élever en coulissant sur les colonnes 15 jusqu'à la position 2a représentée en traits discontinus. On peut, par exemple, prévoir un vérin 7 développant une force maximum de 360 T., mouflé à 4 brins 17; ce mouflage permet de réduire la puissance en sortie de moufle à 90 T, tout en autorisant par sa course un déplacement de la plate-forme qui pèse par exemple 12 tonnes sur une hauteur de 4 mètres environ limitée par des butées. Le câble 18 sortant du moufle est fixé à un palonnier 19 guidé par des colonnes 20 montées sur un côté du derrick. De ce palonnier partent les câbles 21 et 22 qui passent sur les poulies 5 et 6 et descendent suivant 4 jusqu'à la plate-forme à laquelle ils sont attachés par tout moyen approprié comme représenté en 23. L'espace dans lequel se déplace la plate-forme de forage est prolongé vers le bas par un puits 13 qui s'étend sur toute la hauteur de la barge et débouche dans son fond.Ce puits est traversé par les tiges de forage, qui n'étant pas utiles à l'explication de l'invention n'ont pas été représentées et par les câbles 12 reliant à la plate-forme et au treuil 9 le corps mort 11 des tiné à être mouillé au fond de la mer, comme il est représenté en traits pleins à la figure 1. Le corps mort 11 pesant par exemple 7 T., est relie à un treuil à traction constante 9 de type quelconque approprié fixé sur le pont de la barge; ce corps mort est suspendu aux quatre coins par des câbles 24, réunis deux par deux (figures 4 et 5) à un palonnier 25 d'où partent des câbles 12 aboutissant aux réas du dispositif d'asservissement.Ces câbles traversent la plateforme au travers de tubes mécaniques avec guidages intérieurs en matière plastique de manière à éviter que ces câbles qui descendent au fond de la mer, ne vibrent à l'intérieur de la plate-forme. Ces câbles, ou tout au moins l1un d'eux s'enroule en faisant par exemple 3 tours, autour du réa 8 (figure 1) monté sur la plate-forme, delà sur un réa 10 monté sur le derrick, avec jauge de contrainte - en elle-même connuepour assurer la tension constante, et de,1à aboutit au treuil à tension constante 9, monté sur le pont de la barge.Ce treuil permet de remonter le corps mort 11 pour l'amener dans une position dans laquelle il occupe le fond du puits, ainsi qu'il est représenté à la figure 2, en vue notamment de la navigation; ou bien de le mouiller en laissant dérouler le treuil 9 sous tension constante. La tension fournie par le dispositif d'évaluation des mouvements de rotation du réa enrouleur 8 est transmise par des conducteurs électriques appropriés d'une part au pupitre général de commande et d'autre part au dispositif de commande des mouvements du vérin. Celui-ci comporte un distributeur interposé sur le circuit hydraulique du vérin 7, ce distributeur étant commandé par un distributeur électronique recevant la tension fournie par le dispositif d'évaluation sus-mentionné. De même que dans le brevet nO 2.196.625, le circuit hydraulique comporte une pompe hydraulique à haute pression entraînée par moteur électrique;une batterie d'accumulateurs déopneumatiques; des mano-contacts commandant le démarrage et l'arrêt du groupe moteur-pompe, et tous autres accessoires conventionnels utiles. Le dispositif d'évaluation des mowements de rotation du réa 8 est monté, comme lui sur la plate-forme l'ensemble du dispositif de commande du vérin et le pupitre général de commande 14 est monté sur l'un des ponts de la barge. On voit donc que tout mouvement vertical de la barge produit une rotation du réa 8 et par suite une tension affichée au pupitre de commande et transmise au dispositif de commande du vérin qui imprime à la plate-forme un mouvement compensateur de celui de la barge. - - REVENDICATIONS 1.- Procédé et appareil pour la stabilisation d'une plate-forme supportée par un navire, caractérisés par le fait que la plate-forme portée par un derrick fixé sur le pont du navire est suspendue à ce derrick par câble suspendu à un vérin monté sur le navire, la commande hydraulique de ce vérin étant asservie à un dispositif enregistrant les déplacements verticaux du navire par rapport au fond de la mer. 2.- Appareil de stabilisation d'une plate-forme suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les déplacements en hauteur du navire sont enregistrés grâce à un câble dont l'une des extrémités est fixée à un corps mort reposant sur le fond de la mer et dont l'autre extrémité, après enroulement du câble sur un réa servant à l'enregistrement des variations de distances par rapport au fond est fixée sur un treuil à tension constante porté par le pont du navire. 3.- Appareil de stabilisation d'une plate-forme suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le réa enrouleur entraîne par sa rotation un dispositif dont la rotation détermine une tension fonction de cette rotation, cette tension étant transmise par conducteurs appropriés d'une part à un pupitre général de commande, et d'autre part à un dispositif d'asservissement des mouvements du vérin. 4.- Appareil de stabilisation d'une plate-forme suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la tension con trôlée par le réa enrouleur est transmise à un amplificateur électrique qui controle le distributeur hydraulique de commande des mouvements du vérin. 5.- Appareil de stabilisation d'une plate-forme suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la plateforme portée par le derrick est guidée dans son logement par des colonnes verticales et par des galets latéraux. 6.- Appareil de stabilisation d'une plate-forme suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le logement dans lequel se trouve la plate-forme se prolonge par un puits vertical descendant jusqu'au fond du navire, la suspente du corps mort reposant sur le fond étant placée dans ce puits, et traversant la plate-forme pour parvenir au réa enrouleur. 7.- Appareil de stabilisation d'une plate-forme suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que les câbles de la suspente du corps mort traversent la plate-forme dans des tubes comportant une garniture de matière plastique. 8.- Appareil de stabilisation d'une plate-forme suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le vérin est mouflé, le câble rattaché au vérin étant fixé sur un palonnier à chaqueextrémité duquel est fixé un câble, ces deux câbles après passage sur des poulies fixées à la partie supérieure du derrick étant fixés à la plate-forme. 9.- Appareil de stabilisation d'une plate-forme suivant la revendication 8 > caractérisé par le fait que le palonnier est guidé par des colonnes fixées sur le derrick. 10.- Appareil de stabilisation d'une plate-forme suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le corps mort présente une forme correspondant sensiblement à la section du puits et obture son embouchure pendant les périodes de navigation.