Brevet FR2370826A1 — publié le 19780609

La présente invention est relative a un ensemble maritime pour une plate-forme d'exploitation pétrolière en mer, et a un procédé de construction d'un tel ensemble, et elle concerne plus particulièrement, bien que non exclusivement, une plate-forme du type décrit dans la demande de brevet français nO 75 22 951. Lors de la construction en mer de plates-formes pour le forage ou pour l'extraction des hydrocarbures, des difficultés peuvent surgir lors de l'installation de l'appareillage mécanique et des ensembles de logements sur une ossature de tour lorsque celleci a été posée et fixée sur le fond de la mer. Dans de nombreux cas un tel appareillage est amené jusqu'au lieu d'exploitation au large sous forme d'un certain nombre de modules. Ces modules peuvent peser de façon caractéristique de 500 a 1200 tonnes. On comprend facilement que des difficultés puissent surgir lors de la mise en place de modules grands et lourds sur le points de fixation de l'ossature de la tour, dans n'importe quel état de la mer. Les dif ficultés sont dues en grande partie au mouvement imprimé par les vagues au navire effectuant l'opération dé mise en place. Un procédé pour résoudre ce problème consiste a améliorer les moyens utilisés pour monter les modules sur la plate-forme. Ces perfectionnements sont décrits dans les demandes de brevet britanniques nO 4-353/75 et 9556/76. Un autre procédé pour résoudre ce problème consiste a prendre les mesures nécessaires pour qu'un pont de plate-forme complétement équipé soit amené par mer jusqu'au lieu d'extraction du pétrole ou du gaz et pour que cette construction soit ensuite levée au moyen de grues ou de vérins jusqu'au sommet de montants de la plate-forme, dans une position située au-dessus du niveau le plus élevé que l'on pense que les vagues puissent atteindre. L'invention fournit un procédé de construction d'un ensemble maritime suivant lequel on dresse deux moitiés de l'ossature d'une tour a partir de positions générales horizontales, par rotation autour d'axes se trouvant dans le plan de base de l'ossature de la tour jusque dans une position redressée, de façon que des montants constituant les parties desdites moitiés les plus éloignées desdits axes s'étendent verticalement vers le haut, dans le but de faciliter la mise en position et le déplacement vers le haut d'un ensemble de pont, on déplace ossature de la tour par un mouvement de translation jusque sur un radier, on fixe de façon permanente l'ossature de la tour sur le radier, et l'on déplace l'ensemble ainsi formé en direction d'un point situé en eau profonde afin de poser le radier de façon sure sur le fond de la mer. De préférence,l'ensemble maritime est complété par l'ad- jonction dlun ensemble de pont, en faisant flotter l'ensemble de pont jusque dans une position dans laquelle il se trouve entre les montants, et l'on déplace ensuite l'ensemble de pont vers le haut sur les montants de façon à former une plate-forme marine complète au large. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention les deux moitiés de l'ossature de la tour sont différentes, une moitié étant conçue de façon à porter deux montants peu espacés l'un de l'autre, et l'autre moitié étant conçue de façon à porter deux montants espacés entre eux d'une distance plus grande. Dans ce mode de réalisation, il peut être préférable que ladite première moitié soit dressée en premier afin de constituer une tour ou un pylône d'érection pour ladite autre moitié. Suivant un autre mode de réalisation possible de l'inven- tion, les deux moitiés de l'ossature de la tour sont identiques jusqu'd des parties de transition constituant les parties inférieures des montants. L'invention fournit également un ensemble maritime comprenant un radier, une ossature de tour formée de deux moitiés de tour solidement fixées à ce radier et dresse vers le haut à partir de celui-ci et d'au moins deux montants espacés formant une partie supérieure de l'ossature de la tour ou s'détendant vers le haut à partir de la partie supérieure de cette ossature, les montants étant construits de telle sorte qu'un ensemble de pont puisse être amenée par flottage dans une position située entre les montants afin d'être déplacé vers le haut sur ceux-ci. De préférence, l'ensemble maritime comprend un ensemble de pont qui est fixé entre les montants, au-dessus du niveau le plus haut que l'on prévoit pour les vagues, afin de former une plateforme complète en mer. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels les Fig. 1 à 4 montrent très schématiquement quatre phases de la construction suivant l'invention d'une plate-forme d'exploitation pétrolière en mer; la Fig.5 est une vue en élévation latérale de deux moitiés d'une tour préparées pour être érigées et est également une vue détaillée suivant la flêche V de la Fig.2; la Fig.6 est une vue en plan correspondant à la Fig.5; la Fig.7 est une vue en élévation latérale montrant une phase intermédiaire dans le processus d'érection, la Fig.8 montre l'ossature de la tour terminée;; la Fig.9 est une vue en élévation latérale, prise à angle droit par rapport aux vues des Fig.5, 7 et 8, montrant l'ossature de la tour amenée sur un radier; la Fig.10 montre l'ensemble maritime achève que l'on éloigne par remorquage de son lieu de construction; la Fig.ll montre une phase finale dans la séquence de construction des plates-formes, correspondant à la vue de la Fig.4; la Fig.l2 est une vue analogue à celle de la Fig.ll d'une variante d'un ensemble maritime suivant l'invention. Comme représente à la Fig.l, deux bâtis latéraux d'une ossature de tour sont posés sur le sol Les bâtis latéraux sont dans cet exemple désignés par les références 11 et 12, et les côtés in férieurs ou de base 14 et 15 de ces bâtis latéraux sont parallèles l'un à l'autre. A la partie supérieure du bâti latéral 11 sont prevus deux montants 16 et 17, et à la partie supérieure du b ti la téral 12 sont prévus deux autres montants 18 et 19. Comme on le voit à la Fig.l, les montants 16 et 17 sont espacés d'une distance plus grande que celle séparant les montants 18 et 19. La construction de la tour est effectuée comme représenté à la Fig.2, dans laquelle les bâtis latéraux comportent des charpentes 21 et 22 en treillis construites vers le haut à partir de ces bâtis, en laissant les montants dans leur position à plat sur le sol. Deux colonnes 23 et 24 d'érection sont dressées sur une droite parallèle aux côtés inférieurs ou axes 14 et 15. Les deux moitiés de l'ossature de la tour sont alors érigées dans des positions à peu près verticales de façon que les charpentes 21 et 22 en treillis entourent les colonnes 23 et 24, et la tour est ensuite terminée dans cette position comme représenté à la Fig.3. I1 ressort de laFig.3 que les montants 16 à 19 s'étendent alors verticalement vers le haut à partir des moitiés de la tour, et que ces montants délimitent un quadrilatère dont le côté le plus proche de la flèche V est le plus grand. La tour est ensuite déplacée jusque sur un radier 25 (représenté en traits interrompus à la Fig.3). Le radier et la tour sont reliés ensemble par un procédé déjà décrit dans la demande de brevet français nO 75 22 951. L'ensemble maritime constitué par la tour et le radier est alors amené en mer et coulé sur un champ pétrolifère situé au larges Comme représenté à la Fig.4, les parties supérieures des quatre montants 16 à 19 s'étendent vers le haut au-dessus de la surface de la mer, tandis que la partie principale de la tour se trouve $çn8 l'eau et que le radier 25 repose sur le fond. A ce stade, une superstructure à peu près complète ou ensemble de pont 26 peut être équipé et amené en flottant jusqu'à la tour. Comme on le voit, l'extr6- mité "avant" de l'ensemble de pont est plus étroite que son extr6- mité "arrière", et cet ensemble de pont est amené en flottant dans l'espace situé entre les montants.L'ensemble de pont peut ensuite être élevé jusqu'au sommet des montants d'une-façon déjà décrite et qui ne fait pas partie de l'invention. Des cylindres de f-lottabilité (non représentés aux Fig.3 et 4) peuvent être ajoutés à la surface supérieure du radier 25 afin de donner à l'ensemble une certaine stabilité lors de 11 opération au cours de laquelle on fait couler l'ensemble, entre le transport par flottage de l'ensemble tour-radier représenté à la Fig.3 et l'état dans lequel il se trouve prêt à recevoir la superstructure ou ensemble de pont, représenté à la Fig.4. On décrira maintenant en référence aux Fig,5 à 11 un mode de réalisation plus détaillé de l'invention. Comme on l'a représenté à la Fig.5, une ossature de tour est fabriquée en deux moitiés 111 et 112. Pour former chaque moitié de la tour, deux éléments latéraux 106, 107 et 108, 109 respectivement sont disposés sur le sol. Chaque élément latéral est réalisé par soudage d'un certain nombre d'organes tubulaires afin de former un châssis rigide plan qui peut tourner autour d'un pied de la tour. Lorsqu'ils sont achevés, les deux châssis latéraux sont individuellement tournés vers le haut autour des axes formés par leurs pieds afin de se trouver dans des plans verticaux, et la construction des bâtis latéraux est alors achevée entre chaque paire de châssis latéraux, au niveau du sol. Ces derniers sont disposas l'un par rapport à l'autre de façon à former un angle faible comme représenté à la Fig.6. Des entretoises 121 et 122 sont ajoutées entre les châs- sis latéraux et sur les bâtis lateraux de façon à former deux charpentes rigides à trois dimensions constituant chacune une oitié de tour. On fabrique ainsi les moitiés de la tour de façon à former des charpentes rigides à trois dimensions, une grande partie du travail étant effectuée au niveau du sol. La disposition des moitiés terminées de la tour est représentée aux Fig.5 et 6. Les deux moitiés de la tour sont alors relevées par rotation autour de leurs côtés ou axes inférieurs 114 et 115 qui s'étendent entre les extrémités inférieures des pieds comme représenté à la Fig.7. Ce processus d'érection est effectué en utilisant une colonne 123 étayée. La colonne 123 est maintenue en position par des étais 124 qui sont disposés de façon à laisser dégagées les aires de fabrication des moitiés de la tour. La colonne d'érection porte à sa partie supérieure un berceau qui porte des câbles 127 d'érection pouvant être actionnés par des dispositifs à vérins. Ce dispositif d'érection permet de dresser les moitiés de la tour en les relevant l'une vers l'autre, tout en permettant un léger déséquilibre des charges, par exemple comme représenté par la moitié de la tour en traits interrompus sur le côté de droite de la Fig.7. Si nécessaire, les moitiés de la tour peuvent être dressées l'une après l'autre sans utiliser de colonne d'érection, mais en utilisant des dispositifs provisoires à leviers (non représentés) adaptés à la partie supérieure des charpentes. Lorsque les moitiés de la tour se trouvent dans leur position voulue pour être reliées ensemble (comme représenté à la Fig.8) quelques entretoises sont ajoutées entre-elles, et l'on fait glisser ces moitiés en sléloignant de la colonne d'érection 123. D'autres entretoises sont ajoutées afin de rendre solidaires les moitiés de la tour et de former énsemble une ossature de tour unitaire. Suivant l'invention, chaque ptéd comporte un montant de support 116 à 119 s'étendant vers l'extérieur et qui lui est dans l'en- semble parallèle. Les montants ne sont pas tout à fait parallèles aux pieds du fait que ces derniers sont disposés suivant un faible angle vers l'intérieur en direction l'un de l'autre, de façon que la tour terminée présente une forme convergente vers le haut. Lorsque la tour est dressée comme représenté à la Fig.8, les montants de support sont disposés verticalement, exactement parallèles les uns aux autres Cette configuration des montants de support est destinée à servir à un but qui sera décrit dans la suite. La tour 128 terminée est déplacée en translation le lont de voies ou de chemins de glissement jusque sur un radier 125, le radier étant à ce moment stabilisé le long d'un quai 130 sur lequel est déplacée la tour. Des cylindres de flottabilité 131 peuvent être fixés sur le radier suivant les besoins pour donner à ce dernier une stabilité supplémentaire au cours de l'opération consistant à couler le radier. L'ossature 128 de tour est fixée de façon permanente au radier 125 dans la position représentée en traits interrompus à la Fig.9.La tour 128 et le radier 9 sont emmenés lorsqu'ils sont fixés ensemble par flottage et remorquage à partir du quai 127, et tandis que l'ensemble se trouve dans des eaux relativement calmes et peu profondes, des broches de cisaillement 129 peuvent être disposées de façon à faire saillie au-dessous de la surface inférieure du radier, comme représenté à la Fig.10. L'ensemble maritime constitué par le radier 125, la tour 128, les broches de cisaillement 129 et les cylindres de flottabilité 131 peut alors etre déplacé jusqu'à son emplacement désiré, par exemple un champ pétrolifère situé au large. Cet ensemble est alors installé sur le fond de la mer par un procédé de plongée ou coulée commandé de façon que les broches de cisaillement soient forcées vers le bas dans le fond de la mer afin de fixer l'ensemble contre tout déplacement latéral. Les montants 116 à 119 s'étendent alors verticalement vers le haut au-dessus de la surface de l'eau suivant une configuration telle que les montants 118 et 119 soient plus proches l'un de l'autre que les montants 116 et 117. A ce stade, une superstructure 126 ou ensemble de pont à peu près complètement équipé peut être amenés en flottant jusqu' entre les montants, et ensuite être amené au moyen de vérins ou au moyen d'une grue sur les montants verticaux parallèles de support, jusque dans la position représentée en traits interrompus à la Fig.11. On peut fabriquer de cette façon la plate-forme marine 132 complète, et l'installer avec très peu de travail devant être effectué en mer. Les quatre parties de l'ensemble ( 125, 128, 129 et 131 )et l'ensemble de pont 126 peuvent être réalisées simulta dent. Ainsi, pourvu que des périodes de mer calme puissent être mises à profit pour fixer l'ensemble au fond et installer la superstructure, le procédé décrit ci-dessus permet de réaliser un gain de temps considérable. Comme représenté à la Fig.12, qui montre un autre mode de réalisation, un ensemble tel que représenté dans la demande de bre- vet français nO 75 22 951 comporte un radier 40 et une tour 41 en treillis réalisés au moyen d'organes tubulaires soudés ensemble. Dans ce cas, l'ossature de tour comprend deux moitiés identiques surmontées par des pièces de raccordement non identiques qui portent les montants de support espacés. Le procédé général d'assemblage de l'ossature de tour est représenté dans la demande de brevet britannique nO 43948/76. Le côté inférieur ou axe autour duquel la moitié de tour 42 est dressée est dans ce cas désigné par la référence 44. On comprend que le bâti latéral de la moitié de tour 42 repose initialement sur le sol, perpendiculairement au plan du dessin, et qu'on l'a fait alors tourner autour de l'axe 44 jusque dans la position représentéeà la Fig. 12. Aux extrémités supérieures des pieds 45 sont prévues des pièces de raccordement tubulaires 46 de fort diamètre qui sont prolongées par d'autres organes tubulaires de fort diamètre formant les montants de support 47. Les montants de support sont verticaux et parallèles les uns par rapport aux autres. Comme on le voit à la Fig.12, deux montants du support 47 sont disposés à la partie supérieure de la moitié.42 de la tour et deux autres montants de support, désignés par les références 47A sont disposés à la partie supérieure de 1' autre moitie de tour (qui dans nette vue est caché derrière les parties oerrespondantes de la moitié de tour 42).On dresse alors les deux moitiés de tour en les faisant tourner autour des axes 44 à partir de leurs positions horizontales dans lesquelles elles ont été fabriouees sur le sol. Lorsque les montants de support 47 et 47A sont alignés de façon à être disposés verticalement et espacés les uns des autres, les deux moitiés de tour sont reliées ensemble et la tour peut être placée ou glissée sur le radier. Sur le lieu d'extraction du pétrole ou du gaz, des cylindres de flottabilité 48 peuvent être utilisés afin de poser sur le fond de la mer l'ensemble constitué par la combinaison de 11 ossature de tour et du radier. Lorsque l'ensemble est posé sur le fond de la mer, il tient sa stabilité principale de la gravité. Les montantsde support 47 et 47A font saillie vers la haut au-dessus de la surface de l'eau. A ce stade, un ensemble de pont complètement équipé peut être amené par remorquage entre les montants de support de façon que son avant vienne au contact des montants 47A. Ceci peut seulement être réalisé en eau calme, mais une fois que l'opération a été effectuée et que l'ensemble de pont a été relevé ou soulevé en position avec des vérins en utilisant les montants 47 et 47A, aucun autre travail en mer nécessitant l'utilisation de pontons-grues n'est nécessaire. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un ensemble maritime, dans lequel on érige deux moitiés d'une ossature de tour à partir de positions générales horizontales en les faisant tourner autour d'axes situés dans le plan de base de l'ossature de la tour jusque dans une position redressEe,caractérisd en ce que des montants (16, 19) constituant les parties des moitiés (11, 12) les plus éloignées des axes (14,15) s'étendent verticalement vers le haut, pour faciliter la mise en position et le déplacement vers le haut d'un ensemble de pont, on déplace la tour en translation jusque sur un radier (25), on fixe de façon permanente la tour sur le radier, et l'on déplace ensuite l'ensemble ainsi formé vers un point situé en eau profonde pour poser le radier de façon sure sur le fond de la mer. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble maritime est complété par l'addition d'un ensemble de pont (26) en amenant par flottage l'ensemble de pont jusque dans une position dans laquelle il est disposé entre les montants de support (16,19), et en faisant monter ensuite l'ensemble de pont vers le haut des montants de façon à former une plate-forme marine complète. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux moitiés (11, 12) de l'ossature de tour sont différentes, une moitié (12) etant conformeede façon à porter deux montants peu espacés l'un de l'autre et l'autre moitié (11) étant conformée de façon à porter deux montants espacés d'une distance plus grande. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite première moitié (12) est dressoeen premier afin de constituer une colonne d'érection pour ladite autre moitié (11). 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux moitiés (42) de l'ossature de tour sont identiques jusqu'à des parties de raccordement (46) qui constituent les parties inférieures des montants (47). 6. Ensemble maritime comprenant un radier, caractérisé en ce qu'il comprend une ossature de tour formée de deux moitiés (21, 22) dressées sur le radier et d'au moins deux montants espacés (16, 19) s'tendant vers le haut à partir d'une partie supérieure de l'ossature de tour, ou formant cette partie supérieure, les montants étant réalisés de façon qu'un ensemble de pont (26) puisse être amené en flottant jusque dans une position située entre les montants afin d'être levé sur ceux-ci. 7. Ensemble maritime suivant la revendication 6, caractéri sé en ce qu'il comporte un ensemble de pont fixé entre lesdits montants, au-dessus du niveau le plus haut prévu pour les vagues afin de former une plate-forme marine complète.