Brevet FR2457836A1 — publié le 19801226

La présente invention concerne les bras de chargement articules pour le transfert de fluides d'un premier emplacement à un second emplacement, par exemple d'une installation pétrolière en mer à un bateau-citerne ou un autre bâtiment marin. On connaît déjà des bras de chargement articulés, tels que celui décrit dans la demande de brevet français n" 78/06 249, comportant une tour ou un autre dispositif porteur vertical analogue monté par sa base sur une plate-forme faisant partie de l'installation en mer, et une flèche approximativement horizontale dont une extrémité est fixée de façon pivotante au sommet du dispositif porteur, munis de conduites pour transférer le fluide de la base de la plate-forme à l'extrémité de la fleche qui est la plus eloignée du sommet du dispositif porteur ; un dispositif de transfert déformable, constitué de conduites articulées, relie les conduites de l'extrémité de la flèche la plus éloignée du sommet du dispositif porteur, à celles du bateau citerne qui se trouve dessous ; un dispositif de support et d'actionnement à câbles coopérant avec un dispositif de tensionnement, solidarisé à la partie inférieure du dispositif de transfert déformable, permet de relever et d'abaisser ce dernier lorsque cela est nécessaire. Plus précisément, dans ce brevet français nO 78/ 05 249, le dispositif de transfert déformable comporte deux conduites supérieures dont l'extrémité supérieure est reliée aux conduites de l'extrémité de la flèche qui est la plus éloignée du sommet du dispositif porteur (dite extrémité hors bord de la flèche), et deux conduites inférieures dont l'extrémité supérieure est reliée de façon pivotante à l'extrémité inférieure d'une conduite supérieure correspondante et dont l'extrémité inférieure est reliée au bateau citerne ; des organes de solidarisation permettent de solidariser le dispositif de support et d'actionnement à câbles à la partie inférieure des conduites inférieures pour permettre un positionnement vertical de ces conduites par rapport à la partie hors bord de la flèche ; le dispositif de tensionnement permet de maintenir un déplacement relatif à peu près nul entre le bateau citerne et l'extrémité inférieure de chacune des conduites inférieures. La présente invention a pour but de créer un bras de chargement empruntant un certain nombre d'éléments à celui qui fait l'objet de la demande de brevet français nO 78/06 249, présentant de bonnes qualités de maniabilité et de fiabilité, et permettant un entretien aisé, tout en maintenant le prix et les frais d'exploitation dans des limites acceptables, grâce notamment à un dispositif de transfert déformable ayant une structure particulière et des moyens de connexion appropriés. A cet effet, l'invention concerne un bras de char gemment articulé destiné à transférer un fluide d'un premier emplacement à un second emplacement, du type comportant notamment un dispositif porteur et une flèche approximativement horizontale dont une extrémité est fixée au dispositif porteur munis de conduites de transfert de fluide, un dispositif de transfert déformable muni de conduites articulées reliées par des moyens de connexion d'une part aux conduites de la flèche et d'autre part à des moyens de connexion prévus à l'emplacement auquel ledit dispositif de transfert déformable doit être relié, et un dispositif de support et d'actionnement à cables coopérant avec un dispositif de tensionnement et solidarisé à la partie inférieure du dispositif de transfert déformable pour relever et abaisser celui-ci, caractérisé en ce que le dispositif de transfert déformable est muni de deux conduites supérieures reliées par leur extrémité supérieure aux moyens de connexion aux conduites de la flèche, de deux conduites inférieures reliées par leur extrémité inférieure aux moyens de connexion reliés eux-mêmes aux moyens de connexion correspondants prévus à l'em- placement auquel ledit dispositif de transfert déformable doit être relié, de deux conduites intermédiaires intercalées entre l'extrémité inférieure de chaque conduite supérieure et l'extrémité supérieure de la conduite inférieure correspondante, chacun des deux ensembles constitués d'une conduite supérieure, d'une conduite intermédiaire et d'une conduite inférieure étant constitué sous forme d'une ligne brisée articulée et disposé de manière à ce que les deux ensembles forment deux losanges articulés dont deux angles respectifs sont opposés par le sommet, ce sommet étant sur les conduites intermédiairesi lesquelles sont solidarisées à cet endroit par une articulation à rotule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, se rapportant à une forme de réalisation particulière de l'inven- tion représentée sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 est une vue de face d'une partie d'un bras de chargement selon l'invention, montrant plus particulièrement le dispositif de transfert réformable et les moyens de connexion qui le relient d'une part à la flèche du bras et d'autre part au bateau-citerne - la figure 2 est une vue de côté du bras de la figure 1, où les moyens de connexion du bateau-citerne au dispositif de transfert déformable ne sont pas représentés - la figure 3 est une vue schématique, coupée selon la ligne IsI-III de la figure 1, des moyens de connexion du bâteau-citerne au dispositif de transfert déformable dans la position représentée sur cette figure 1 - la figure 4 est une vue schématique, coupée selon la ligne IV-IV de la figure 2, des moyens de connexion du dispositif de transfert déformable au bateau-citerne dans la position représentée sur cette figure 2 - la figure 5 est une vue de face d'une variante de réalisation des moyens de connexion reliant le dispositif de transfert déformable et le bateau-citerne ; et - la figure 6 est une vue schématique, coupée selon la ligne VI-VI de la figure 5, des moyens de connexion du bateau-citerne au dispositif de transfert déformable dans la position représentée sur cette figure 5. Le bras de chargement selon l'invention comporte un dispositif de transfert déformable 1 muni de deux conduites supérieures 11, 12 dont l'extrémité supérieure est reliée de façon pivotante a l'extrémité d'une flèche 2 (seulement esquis se en traits interrompus sur les figures 1 et 2) et plus précisément à des conduites respectives 21, 22, portées par celleci, par l'intermédiaire de moyens de connexion 3, de deux conduites inférieures 132 14, dont l'extrémité inférieure est reliée à un bateau-citerne 4 dont seule une paroi supérieure est représentée en traits interrompus sur la figure 1 par l'intermédiaire de moyens de connexion 5 du dispositif de transfert déformable au bateau et de moyens de connexion 6 du dispositif de transfert déformable, et de deux conduites intermédiaires 15, 16 intercalées respectivement entre l'extrémité inférieure de chaque conduite supérieure et l'extrémité supérieure de la conduite inférieure correspondante. Chacun des deux ensembles constitués d'une conduite supérieure 11, 12, d'une conduite intermédiaire 15, 16 et d'une conduite inférieure 13, 14, qui relie une conduite 21, 22 de la flèche au bateau, l'un pour le transfert du gaz naturel liquéfié, l'autre pour le retour de la vapeur, est constitué sous la forme d'une ligne brisée articulée placée vi-à-vis de l'autre comme représenté sur la figure 1; ces deux ensembles ne sont pas dans le même plan, mais dans des plans disposés parallelement, et son placés de ma niera à constituer, vus de face, deux losanges articulés dont deux angles respectifs sont opposés par le sommet, ce sommet étant au milieu des conduites intermédiaires 15, 16, lesquelles sont solidarisées à cet endroit par une articulation à rotule 17 ; de la sorte, les deux losanges formés, disposés l'un audessus de l'autre, restent égaux l'un à l'autre dans toutes les positions du dispositif de transfert déformable.La tour ou le dispositif porteur vertical qui est monté par sa base sur une plate-forme faisant partie de l'installation en mer n'est pas représenté, et on a vu qu'il en est de même de la plus grande partie de la flèche approximativement horizontale, notamment de son extrémité fixée de façon pivotante au sommet du dispositif porteur ; le bras de chargement comporte également un dispositif de support et d'actionnement à cibles coopérant avec un dispositif de tensionnement, dont les caractéristiques seront exposées plus loin ; un dispositif d'arrimage sert à arrimer le dispositif de transfert déformable à la flèche. Chaque conduite intermédiaire est reliée par ses extrémités respectives d'une part à une conduite supérieure et d'autre part à une conduite inférieure, grace à des articulations 18, pouvant être à genou simple, munies chacune d'un joint tournant et d'au moins une fixation à brides fixes dont les axes respectifs sont perpendiculaires ou orthogonaux, ou, comme représenté sur les dessins, du type "double genoux", munies chacune d'une paire de joints tournants 181 dont les axes respectifs sont dans le prolongement l'un de l'autre et de fixations à brides fixes 182 dont les axes respectifs sont également dans le prolongement l'un de l'autre et parallèles aux premiers; alors qu'avec des articulations à genou simple, il est plus facile de réaliser chacun des deux ensembles constitués d'une conduite supérieure, d'une conduite intermédiaire et d'une conduite inférieure sous la forme dune ligne brisée dont les trois segments sont dans deux (ou trois) plans parallèles, avec des articulations à double genou. il est aisé de réaliser une ligne brisée dont les trois segments sont dans le même plan. Les moyens de connexion 3 du dispositif de transfert déformable aux conduites 21, 22 de la flèche comportent sur chaque ligne un genou simple 31 pour permettre les extensions et rétractions du bras, avec une paire de joints tournants cryogéniques 311. 312 ayant leurs axes perpendiculaires de façon à réaliser un accouplement du genre "cardan". Les moyens de connexion 5 du dispositif de transfert déformable du bateau peuvent être à joint tournant axial ; cependant, cela n'est pas indispensable et ils comportent ici deux lignes indépendantes munies chacune d'un genou 51 pour permettre les extensions et rétractions du bras, avec des joints tournants 511, 512 ayant leurs axes perpendiculaires de façon à réaliser également un accouplement du genre cardan, un clapet de sécurité 513, une vanne à boisseau hémisphérique 514, et des organes de verrouillage 515 ; les moyens de connexion 5 comportent également une tête de verrouillage centrale 516, reliée ici aux deux lignes par des brides ; les clapets de sécurité 513 et la tête de verrouillage 516 sont munis d'une part d'obturateurs et d'autre part d'organes de déconnexion rapide 517 représentés symboliquement, afin qu(en cas de déconnexion dur- gence, la partie inférieure de ces clapets et de la tête de verrouillage reste sur le navire, le jet étant par ailleurs bloqué par son propre poids ou si nécessaire par des dispositifs à ressort prévus respectivement sur les deux parties de ces clapets et de la tête de verrouillage qui sont à déconnecter, de telle sorte que les obturateurs soient alors automatiquement poussés dans leur position d'obturation. Les moyens de connexion 6 du bateau au dispositif de transfert peuvent prendre des formes différentes. Sur la fi gure 1, la liaison entre le dispositif de transfert déformable et la citerne est réalisée gracie à-une conduite unique 61, avec un joint tournant 611 du type raccord bi-produits, permettant le passage du gaz naturel liquéfié et de la vapeur dans des circuits isolés l'un de l'autre par exemple concentriques ; on peut également prévoir, comme sur les figures 5 et 6, deux lignes 62, 63 comportant chacune trois joints tournants tels que les joints 621, 622, 623 de la ligne 62s d'axe vertical, formant une liaison articulée autour d'une conduite centrale 64 équipée d'un joint tournant 641 et reliée aux deux lignes par des brides.Dans les deux cas, la conduite centrale permet le passage d'un cible d'amenée relié à la partie inférieure du dispositif de transfert déformable et utilisé pour l'amener en position de travail, et comporte des organes de verrouillage 65 pour la tête de verrouillage 516 laquelle est fixée-à cet endroit lorsque la phase de connexion est terminée ; dans les deux cas également, les moyens de connexion 6 comportent aussi, dans leur région où ils sont verrouillés aux moyens de connexion 5, une vanne à boisseau hémisphérique 624. Le dispositif de support et d'actionnement comporte deux cibles 71, en permanence sur la structure ; ces deux c bles, reliés au dispositif de tensionnement en passant par des poulies 72 disposées en haut du bras, sont attachés à la partie inférieure du dispositif de transfert déformable. Le dispositif de tensionnement est conçu de telle sorte que d'une part le bras possède une position d'équilibre juste au-dessus de la zone des mouvements maxima rencontrés pendant le chargement, que d'autre part il remonte à sa position d'équilibre sans oscillation lorsqu'vil est déconnecté en fin de chargement, et également que dans tous les cas de déconnexion normale ou d'urgence, son accélération ascendante soit supérieure à l'accélération du navire ; la position repliée du dispositif de transfert déformable est représentée en traits interrompus longs sur la figure 1. Le dispositif d'arrimage est conçu de telle sorte que, depuis sa position d'équilibre, le dispositif de transfert déformable soit arrimé à la flèche au moyen de griffes qui le soulèvent et le supportent dans sa position d'arrimage. Ce bras de chargement articulé, qui peut être équipé d'organes destinés à un fonctionnement du type cryogénique, notamment de joints tournants cryogéniques, permet une connexion et une déconnexion rapides avec le bateau-citerne, dans de bonnes conditions d'équilibre et de sécurité, grâce à son dispositif de transfert à double losange en pantographe actionné par des câbles reliés à un dispositif de tensionnement conçu pour répondre à des impératifs extrêmement sévères, un certain nombre d'organes situés à la partie inférieure du bras étant susceptibles de rester solidarisés au bateau-citerne en cas de déconnexion d'urgence. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation telles que ci-dessus, mais on pourra prévoir d'autres formes sans sortir du cadre de l'invention délimité par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. - Bras de chargement articulé destiné à transférer un fluide d'un premier emplacement à un second emplacement, du type comportant notamment un dispositif porteur et une flèche approximativement horizontale dont une extrémité est fixée au dispositif porteur munis de conduites de transfert de fluide, un dispositif de transfert déformable muni de conduites articulées reliées par des moyens de connexion d'une part aux conduites de la flèche et d'autre part à des moyens de connexion prévus à l'emplacement auquel ledit dispositif de transfert déformable doit être relié, et un dispositif de support et d'actionnement à câbles coopérant avec un dispositif de tensionnement et solidarisé à la partie inférieure du dispositif de transfert déformable pour relever et abaisser celui-ci, bras de chargement caractérisé en ce que le dispositif de transfert déformable est muni de deux conduites supérieures reliées par leur extrémité supérieure aux moyens de connexion aux conduites de la flèche, de deux conduites inférieures reliées par leur extrémité inférieure aux moyens de connexion reliés eux-mêmes aux moyens de connexion correspondants prévus à l'emplacement auquel le dispositif de transfert déformable doit être relié, de deux conduites intermédiaires intercalées entre l'extrémité inférieure de chaque conduite supérieure et l'extrémité supérieure de la conduite inférieure correspondante, chacun des deux ensembles constitués d'une conduite supérieure, d'une conduite intermédiaire et d'une conduite inférieure étant constitué sous la forme d'une ligne brisée articulée et disposé de manière à ce que les deux ensembles forment deux losanges articulés dont deux angles respectifs sont opposés par le sommet, ce sommet étant sur les conduites intermédiaires, lesquelles sont soli larises .I cet endroit par une articulation X rotule. 2. - 13ils de chart3ement articulé selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux conduites intermédiaires sont articulées l'une à l'autre par leur milieu. 3. - Bras de chargement articulé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque conduite intermédiaire est reliée par ses extrémités respectives d'une part à une conduite supérieure et d'autre part à une conduite inférieure, grace à des articulations comportant chacune au moins un genou et munies d'au moins un joint tournant et fixation à brides fixes. 4.- Bras de chargement articulé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les articulations sont à genou simple, chacun des ensembles constitués d'une conduite supérieure, d'une conduite intermédiaire et d'une conduite inférieure étant constitué sous la forme d'une ligne brisée dont les trois segments sont dans au moins deux plans parallèles. 5.- Bras de chargement articulé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les articulations sont à double genoux, munies chacune d'une paire de joints tournants et de fixations à brides fixes, chacun des ensembles constitués d'une conduite supérieure, d'une conduite intermédiaire et d'une conduite inférieure étant constitué sous la forme d'une ligne brisée dont les trois segments sont dans le même plan. 6.- Bras de chargement articulé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de connexion du dispositif de transfert déformable aux conduites de la flèche comportent sur chaque ligne un genou simple pour permettre les extensions et rétractions du bras, avec une paire de joints tournants ayant leurs axes respectifs perpendiculaires de façon à réaliser un accouplement du genre "cardan". 7.- Bras de chargement articulé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de connexion du dispositif de transfert déformable à l'emplacement auquel il doit être relié comportent un joint tournant axial. 8.- Bras de chargement articulé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de connexion du dispositif de transfert déformable à l'emplacement auquel il doit être relié comportent deux lignes munies chacune d'un genou pour permettre les extensions et rétractions du bras, avec des joints tournants ayant leurs axes perpendiculaires de façon à réaliser une accouplement du genre cardan. 9.- Bras de chargement articulé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de connexion du dispositif de transfert déformable à ltemplacement auquel il doit être relié comportent au moins une ligne munie d'un clapet de sécurité d'une vanne à boisseau, et d'organes de verrouillage. 10.- Bras de chargement articulé selon Itune quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ee que le bras possède une position d'équilibre juste au-dessus de la zone des mouvements maxima rencontrés pendant le chargement, et en ce qu'il remonte à sa position d'équilibre sans oscillation lorsqu'il est déconnecté en fin de chargement