Brevet FR2396372A1 — publié le 19790126

La présente invention concerne un procède et-des dispositifs pour telécommander des appareillages complètement immerges et reposant sur le fond. Le secteur technique de l'invention est celui des méthodes et des appareillages appliquées et utilises dans le cadre des travaux sous-marins. On sait que pour 1'exploitation des champs de pétrole au large des cotes, on commence à appliquer actuellement la technique des équipements installes sur le fond de la mer mieux adaptée dans certains cas a celle selon laquelle les équipements sont disposés en surface sur une plateforme. Une telle technique nécessite une commande et un contrôle à distance de ces équipements immergés, lesquels sont munis d'opérateurs hydrauliques ou électriques. La profondeur d'immersion peut atteindre cinq cents mètres et mme plus et le lieu d'émission de la commande peut tre distant de plusieurs kilomètres du site ou se trouve l'appareil immergé. Les solutions appliquées actuellement résolvent le problème de diverses manières : -soit à partir d'une plateforme fixe située a plusieurs kilomètres de l'appareil ; -soit a partir d'un support flottant habité situé au voisinage de l'appareil. Selon ces deux procédés, la télécommande est réalisée par un lien (câble électrique ou flexibles hydrauliques) entre l'appareil et la plateforme. Une solution, actuellement en cours d'étude met en oeuvre une colonne oscillante inhabitée, située a coté de l'appareil immerge. Selon ce procédé, la commande est réalisée en deux temps : -d'abord par radio, entre la plateforme habitée située a plusieurs kilomètres de la colonne ; -ensuite par lien physique (câble électrique ou flexibles hydrauliques) entre la colonne oscillante et l'appareil immergé à télécommander. Les procédés mettant en application les appareillages connus presen- tent certains inconvénients: Dans le cas d'une télécommande par lien physique reliant l'appareil et la plateforme situés a plusieurs kilomètres l'un de l'autre, il ressort que le lien constitue un point faible du fait de sa vulnérabilité vis a vis des ancres et chaluts, des bâtiments qui fréquentent le lieux d'intervention et qui les endommagent par leurs ancrages. Une solution serait d'ensouiller ce lien mais l'opération d'ensouillage est délicate et onéreuse, de plus le prix du câble ou des flexibles et leur pose sont élevés. Dans le cas d'une télécommande au moyen d'un support flottant ou d'une colonne articulée reposant sur le fond de la mer, il ressort également que la solution est très onéreuse, laquelle ne se justifie que lorsque la tedécommande intéresse plusieurs appareils. La présente invention vise à remédier les inconvénients des procédés et appareillages connus. L'objectif a atteindre est la télécommande a partir d'ordres donnés a grande distance pour télécommander des appareillages immerges pouvant tre situés en eau profonde, en réduisant au maximum la longueur des liens qui alimentent les divers organes desdits appareillages immergés. Cet objectif est atteint grâce au procédé selon l'invention pour té- lécommander des appareillages immerges, lequel se caractérise par le fait que l'on émet des signaux radio a partir d'un lieu éloigné du site ou se trouvent lesdits appareillages, en ce que l'on capte ces signaux au moyen d'un récepteur, porté par une bouée mise en flottaison a proximité desdits appareillages et en ce que l'on transforme lesdits signaux en ordres et en ce que lon communique ces ordres a un groupe de puissance disposé dans la bouée qui commande lesdits appareillages immergés par l'intermédiaire d'un lien physique. L'objectif selon l'invention est également atteint grâce au dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, lequel dispositif se caracgrise par le fait qu'il se compose d'une part d'une bouée, laquelle comporte un compartiment étanche dans lequel est dispose un poste récepteur radio qui reçoit les signaux et qui les transmet a un décodeur qui transmet la puissance de commande a un bloc hydraulique et d'autre part par des moyens pour relier le bloc hydraulique et les organes de télécommande des appareillages et des moyens d'ancrage de la bouée. Le procédé et le dispositif selon l'invention présentent un certain nombre d'avantages. -Suppression du lien physique entre la plateforme et l'appareil et ainsi élimination des risques de panne ; -La centrale de télécommande est en surface dans la bouée et donc aisément accessible pour 1'entretien et les réparations ; -L'appareil immergé est d'une grande simplification en regard des appareillages connus, ce qui entraîne une fiabilité de fonctionnement accrue ; -La position de l'appareil immergé est signalée par la bouée, ce qui permet d'éviter que les chalutiers ou autres navires ne viennent opérer sur le site. D'autres avantages et résultats de l'invention ressortiront a la lecture de la description suivante uniquement donnée a titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé sur lequel : -la figure I est une vue schématique en élévation d'une télécom- mande selon l'invention, -la figure 2 est une vue en coupe schématique d'une bouée composant un dispositif entrant dans le procède selon l'invention, -la figure 3 est une vue en coupe schématique de la partie infe- rieure d'une bouée selon la figure 2, -la figure 4 est une vue en élévation schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 1, -la figure 5 est une vue en élévation schématique d'une autre mode de réalisation du dispositif selon la figure 1, -la figure 6 est une vue en élévation schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 1, -la figure 7 est une vue schématique en élévation d'un autre mode de réalisation du dispositif selon la figure 1, -la figure 8 est une vue en coupe verticale de la jonction d'un tube prolongateur avec la bouée, -La figure 9 est une vue en élévation schématique illustrant la mise en place d'une bouée sur un tube prolongateur au moyen d'un dispositif porté par un support de surface. On se reporte d'abord à la figure I du dessin qui illustre dans son ensemble une télécommande selon l'invention. Les signaux radio sont émis a partir de la plateforme habitée située a la partie supérieure d'une structure I reposant sur le fond de la mer 2, ou a partir de tout autre lieu pouvant e- tre distant de plusieurs kilomètres du site où se trouve l'appareillage immergé a télécommander, celui-ci pouvant tre par exemple un tte de puits 3. Les signaux émis sont captés par un récepteur porté par une bouée 4, laquelle est mise en flottaison a proximité de la tte de puits 3, c'est-à-dire sensiblement au-dessus de celle-ci ou encore autour, dans un rayon de quelques mètres. Les signaux reçus sont ensuite transformés en ordres, lesquels sont communiques a un groupe de puissance disposé dans la bouée 4, lequel commande les organes de la tte de puits 3 au moyen d'un lien physique 5 pouvant tre un câble électrique ou encore des flexibles hydrauliques. Une ou plusieurs lignes d'ancrage 6 maintiennent la bouée a proximité de la tte de puits 3 en association ou non du lien physique 5 qui achemine l'énergie aux organes telécom- mandés de la tte de puits 3. Ainsi, la zone encombrée par le lien physique 5 et les lignes d'ancrage 6 est réduite à l'environnement immédiat de la bouée 4 et de la tte de puits 3. L'espace compris entre 1'ensemble bouee/ tte de puits et la structure 1 est de ce fait exempt de câbles. flexibles ou autres organes pouvant tre sujets a des pannes ou accidents lors de l'evolu- tion de navires, chalutiers ou autres, susceptibles d'operer dans cet espace. La plateforme la, située au-dessus du niveau de la mer 7, comporte un local dans lequel est installé un pupitre de télécommande 8. Les ordres sont envoyés par signaux radio émis au moyen d'un émetteur 9 et d'une antes : te radio 9a et sont reçus par une antenne réceptrice 10 portée par ladite bouée 4. Celle-ci comporte un compartiment étanche a 1'eau de mer 4a dans lequel est disposé de haut en bas, un poste radio récepteur 11, qui reçoit l'émission et transmet les signaux à un décodeur électronique 12 qui permet de transmettre la puissance de commande a un groupe électrique ou a un bloe hydraulique 13. La puissance électrique est fournie par des batteries d'accumulateurs 14. Afin d'obtenir une meilleure tenue en flottaison et mieux résister aux mouvements de la houle et des courants marins, la bouée est d'une forme allongée et est d'une section réduite par rapport a sa longueur. Sa forme est généralement cylindrique. Elle se trouve en flottaison, immergée sur environ les deux tiers de sa longueur, et dans une position sensiblement verticale sous 1'effet d'un lest 15 disposé a sa partie extrme inférieure (figure 2). La figure 3 du dessin illustre schëmatiquement la partie inférieure d'une bouée représentée en coupe. Le bloc hydraulique 13 envoie les débits hydrauliques a l'appareil immergé a télécommander, a travers un faisceau de flexibles 16 qui traverse la base de la bouée par un passage de cloison etanche. Ce faisceau de flexibles est raccordé a l'appareil immerge repéré 3 sur la figure I. Sur cette figure, le faisceau qui relie le bloc à l'appareil porte le repère 5. Divers types d'ancrage de la bouée 4 sont applicables. La figure 4 illustre un ancrage funiculaire classique comprenant trois lignes d'ancres 17 réparties sensiblement à 120 l'une de l'autre autour de la tte de puits 3, de telle sorte que la bouée 4 soit maintenue audessus de celle-ci. Le faisceau acheminant l'énergie de télécommande 18 est raccordé à l'appareil immergé 4 avec suffisamment de"mou"pour autoriser les . mouvements de la bouée dus à la houle. La figure 5 représente un ancrage similaire à celui de la figure 4. Toutefois dans ce nouveau mode d'ancrage, le faisceau hydraulique 19 fait également office de ligne d'ancre, au mme titre que les lignes 2Q. L'appa- reil immergé 3 constitue l'un des trois points d'ancrage et est capable de supporter les efforts auxquels la bouée le soumet. Selon ce mode de réalisation et comme on peut le voir sur la figure 5, la bouée 4 n'est pas exactement située au-dessus de l'appareillage 3. Le faisceau 19 est évidemment d'une résistance suffisante pour tenir les efforts induits par la bouée. La figure 6 illustre un ancrage a ligne unique maintenu en tension permanente. Le faisceau de flexibles 21 (du mme type que celui repéré 19 a la figure 5) comporte à sa partie inférieure un connecteur pour pouvoir tre raccordé sur un dispositif de connexion 22 porté par l'appareil immergé 3. La bouée comporte a cet effet des ballasts 4b repartis a sa périphe- rie. Pour effectuer la connexion, ces ballasts 4b sont remplis d'eau de mer de manière que la bouée soit animée d'un mouvement plongeant. Le raccordement du faisceau étant opéré, les ballasts 4b sont vidés de l'eau qu'ils contiennent par exemple par injection d'air comprimé, la bouée ainsi allégée revient a sa flottaison initiale tout en exerçant une traction permanente sur le flexible 21. Un autre genre d'ancrage est illustré a la figure 7. Dans ce mode de réalisation, l'appareil immerge 3 est équipé d'un tube prolongateur 23 s'etendant de sa partie supérieure vers la bouée 4. Ce tube peut tre choisi rigide ou flexible. Dans l'un ou l'autre cas, il comporte a sa partie supérieure des flotteurs 23a repartis a sa périphérie pour le maintenir dans une position sensiblement verticale, ainsi que le faisceau de flexibles, lequel est répar- ti a sa périphérie et s'étend le-long de son axe longitudinal. La bouée 4 comporte a sa partie inférieure un connecteur 24 qui assure les fonctions de fixation mécanique et de continuité des lignes hydrauliques. Un tel connecteur est illustré a la figure 8 du dessin. Le tube prolongateur 23 comporte'a sa partie supérieure une extrémi- té renforcée 23b sur laquelle se verrouille le connecteur 24 au moyen d'une pluralité de verrous 24a répartis autour de sa périphérie interne et qui s'en- gagent dans une gorge périphérique 23c de la partie renforcée 23b du prolongateur 23. Chacun des flexibles hydrauliques 25 formant le faisceau est relié a la partie 23bau moyen de raccords 26s des conduits 23d s'étendant dans la partie 23b parallelement et autour de l'axe X-XI de celle-ci. Lesdits conduits 23d se prolongent en 23e dans la partie supérieure 24d du connecteur 24, l'tanchit entre les parties 23b/24b étant réalisée au moyen d'organes tubulaires 27 munis de joints d'tanchitë périphériques 28. Lesdits orifices 23e sont prolongés du coté de la bouée 4 au moyen de flexibles 29 fixés a la partie 24b et reliés aux orifices 23e, par des raccords 30. Les flexibles 29 entrent dans la partie inférieure de la bouée en étant passes dans des orifices de cloison étanche (non représentés). La liaison entre la bouée 4 et le connecteur 24 est réalisée par un joint de cardan 31, comportant une chape 4c fixée a la bouée 4, une autre chape 24c portée par le connecteur 24 et une partie intermédiaire 32 s'articulant suivant deux lignes perpendiculaires sur des axes 24d/4d (disposition en soi connue). La pièce 32 est d'une forme annulaire, de telle sorte que les flexi- bles 29 sont passés a l'intérieur de cette dernière. Pour obtenir la connexion de la bouée et du tube prolongateur selon le cas illustre a la figure 6, la bouée 4 peut tre équipée de ballasts 4b qui, comme cela a déjà été décrit, sont d'abord vides de leur eau, ensuite remplis, pour faire plonger la bouée et réaliser la connexion par l'introduction des parties 23b/24b du dispositif connecteur. Des que l'opération de verrouillage est effectuée, les ballasts sont de nouveau vidés de leur eau de manière a exercer une traction permanente sur la bouée en vue de la maintenir en position sensiblement verticale. Un autre mode opératoire pour effectuer la connexion de la bouée 4 et du tube prolongateur 23 est donné ci-après en référence a la figure 9 du dessin. Selon cette solution, la bouée 4 est disposée au-dessus du tube prolongateur 23, de telle sorte que sa position d'équilibre en flottaison soit telle que sa partie inférieure a laquelle est fixé le connecteur 24 soit distante de quelques mètres de la partie 23b du tube prolongateur 23. La manoeuvre est effectuée a partir d'un support de surface 23, amené sur le site et qui porte un treuil 34 autour duquel est enroulé un câble 35. Celui-ci entoure une poulie 36 montée a une extrémité dudit support de surface 33 et plonge dans la mer. La bouée comporte à sa partie inférieure et dans un mme plan, un point d'attache 4e et un guide 4f. Le tube prolongateur comporte également dans un mme plan et de part et d'autre, deux guides 23f ainsi qu'un autre guide 23g situé sous la partie 23b du tube. Le câble 35 issu du support de surface 33 est passé par des plongeurs dans les guides 4f/23f/23g et son extrémité 35a est fixée audit point d'attache. 4e. On comprend que la descente de la bouée 4, du cSt du tube 23, est obtenue par enroulement du câble 35 sur le treuil 34. Les guides 4f/23f ont également pour effet d'accompagner la descente de la bouée 4 parallèlement au câble 35 afin que le connecteur 24 se présente convenablement sur la partie 23b du tube 23. Les deux parties 24b/23b étant en contact et après verrouillage, la connexion est réalisée. Le câble est alors détaché du point 4e et est ensuite enroule sur le treuil 34. Selon un mode de réalisation illustré très schématiquement a la figure 3 du dessin, les accumulateurs 14 sont des accumulateurs oléopneumatiques, lesquels fournissent le fluide aux organes a télécommander. De tels accumulateurs présentent des avantages au niveau de leur mise en pression, laquelle est effectuée a partir d'un support de surface et dans un temps relativement court. De tels dispositifs pourront dans certains cas tre préférés a des dispositifs a accumulation électrique dont la recharge demande plusieurs heures de mise sous tension. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications pourront tre apportées par l'Homme de l'Art au procédé et aux dispositifs qui viennent d'tre décrits uniquement a titre d'exemple. REVENDICATIONS 1-Procède pour télécommander des appareillages immerges, caractérise en ce que l'on émet des signaux radio à partir d'un lieu éloigné du site ou se trouvent lesdits appareillages, en ce que l'on capte ces signaux au moyen d'un récepteur, porté par une bouée mise en-flottaison a proximité desdits appareillages, en ce que l'on transforme lesdits signaux en ordres et en ce que l'on communique ces ordres a un groupe de puissance disposé dans la bouée qui commande lesdits appareillages immergés par l'intermédiaire d'un lien physique. 2-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour effectuer la liaison de la bouée et dudit lien, on alourdit la bouée pour la faire plonger dans la mer, et une fois la liaison réalisée, on allège la bouée qui maintient ledit lien en tension. 3-Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on adjoint au lien et du coté de son extrémité supérieure, au moins un corps flottant pour le maintenir dans une position sensiblement verticale. 4-Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I 3, caractérisé en ce qu'il se compose d'une part d'une bouée, laquelle comporte un compartiment étanche dans lequel est dispose un poste récepteur radio qui reçoit les signaux et qui les transmet à un décodeur qui transmet la puissance de commande a un bloc hydraulique et d'autre parte des moyens pour relier le bloc hydraulique et les organes télécommandés des appareillages et des moyens d'ancrage de la bouée. 5-Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc hydrau lique se compose d'une batterie d'accumulateurs oleopneumatiques rechar- geables a partir de la surface au moyen d'une centrale hydraulique portée par un support de surface. 6-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérise en ce que l'ancrage de la bouée est réalisé au moyen de plusieurs lignes d'ancres réparties a proximité et autour de l'appareillage a télécommander et en ce que le fluide fourni par le bloc hydraulique est communiqué par un faisceau de tubes flexibles qui relie ledit bloc auxdits appareillages. 7-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le fluide fourni par le bloc hydraulique est transmis audit appareillage au moyen d'un faisceau de tubes flexibles et en ce que l'an- crage de la bouée est réalisé au moyen de plusieurs lignes d'ancres répar- ties proximité de l'appareillage dont l'une est constituée par ledit faisceau de tubes qui relie ledit bloc audit appareillage. 8-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le fluide fourni par le bloc hydraulique est transmis à l'appareillage au moyen d'un faisceau de tubes flexibles, lequel constitue la ligne d'ancrage de la bouée, laquelle bouée comporte des ballasts qui sont remplis d'eau de mer pour la faire plonger pendant la manoeuvre d'an crage, et qui sont ensuite vides de leur eau pour que la bouée revienne a sa flottaison normale et exerce une tension constante sur ladite ligne. 9-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le fluide fourni par le bloc hydraulique est transmis audit appa reillage au moyen d'un faisceau de tubes associé à un tube prolongateur fixe à demeure audit appareillage et s'étendant vers la surface, la liai son tube prolongateurfbouée étant réalisée au moyen d'un connecteur porté par la bouée, lequel assure les fonctions de liaison mécanique et de con tinuité des lignes hydrauliques. 10-Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le tube prolon gateur comporte du coté opposé à son extrémité qui est fixée audit appareil lage, au moins un flotteur pour le maintenir dans une position sensiblement verticale.