Brevet FR2431422A1 — publié le 19800215

La présente invention a pour objet un dispositif pour effectuer travaux sur des appareillages immergés. Le secteur technique de l'invention est celui des appareillages lisés dans le domaine des travaux sous-marins. On sait que certaines interventions faites sur des installations immergées sont rendues possibles en utilisant des chambres d'intervention sous-marines. En ce qui concerne les travaux de soudure notamment, les ens bles de -soudure existants- sont destinés à la réalisation de connexion en mi lieu de ligne ou encore en pied de plateforme, par exemple entre unemanchel placée entre une partie de conduite horizontale et une partie de conduite x tante.Ces ensembles de soudure sont généralement constitués par un ligneul de tube et par une chambre d'intervention dite chambre de soudure dans laqelle est installé tout l'équipement pour assurer la viabilité dans la chan ainsi que celui nécessaire aux travaux de soudure : régénération d'atmosphc équipement soudure, tronçonneuses, meuleuses, systemes de communication, éclairage etc ... Ces chambres équipées entièrement nécessitent une place important autour des conduites dont le diametre peut atteindre plus de neuf-cents mil ] mètres, De plus'et compte tenu de leur conception, des problemes sont ren La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. L'objectif à atteindre est un nouvel équipement permettant de fac liter les travaux sous-marins qui necessitent une chambre d'intervention sc marine comportant les équipements pour la viabilité des équipes operationne les ainsi que ceux nécessaires à l'outillage utilise. On notera que le dispositif selon l'invention ne se limite pas at- travaux de soudure hyperbare, mais trouve son application dans le cadre de tous autres travaux sous-marins pour lequel il est nécessaire d'utiliser tir chambre d'intervention sous-marine pourvue de tels équipements. Cet objectif est atteint par le dispositif selon l'invention pour effectuer des travaux sur des appareillages immergés, lequel comporte une chambre d'intervention sous-marine, caractérisé par le fait qu'il se compos en outre d'une enceinte submersible amovible, laquelle comporte des moyens pour l'amener de la surface jusqu'à la chambre, -des moyens pour la solidari momentanément à cette derniere, ainsi que des moyens pour la désolidariser de ladite chambre et des moyens pour la ramener à la surface, dans laquelle enceinte submersible sont disposés les équipements pour assurer la viabilité à l'intérieur de la chambre et pour fournir l'énergie nécessaire à l'outilla- ge utilisé Le résultat de l'invention est ainsi un nouvel équipement d'intervention sous-marine, composé d'une part d'une chambre d'intervention sousmarine non équipée et d'autre part d'une unité modulaire amovible. Cette unité qui regroupe l'ensemble des équipements nécessaires aux interventions sousmarines peut être associée ou dissociée de la chambre. Cette technique permet ainsi l'utilisation d'habitats ou chambres sous-marines d'une structure simple et peu coûteuse. De plus, de tels habitats peuvent être adaptés à la configuration de chaque connexion, ou encore à la réparation de structures immergées ou toutes autres interventions. Ils peuvent être en outre utilisés en secours en cas de panne des équipements classiques. D'autres avantages et résultats de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue en perspective schématique d'un ensemble d'interventions sous-marines, comportant une enceinte submersible selon l'invention, encore appelée module d'intervention sous-marine, lequel est représenté à gauche sur le dessin, la figure 2 est une vue en élévation de l'enceinte submersible représentée dans son réceptacle, en position solidaire à la chambre d'intervention sous-marine, le réceptacle et une partie de la chambre sont représentés en coupe, - la figure 3 est une vue en perspective "éclatée" des différents compartiments composant la partie supérieure de l'enceinte submersible sur laquelle figure est représenté le circuit emprunté par les gaz : admission dans la chambre, retour, régénération, réchauffage ... - la figure 4 est une vue de dessus partielle de la chambre d'intervention sous-marine et de l'enceinte, illustrant la préhension de la porte protégeant le tableau de connexion de l'enceinte et son déplacement à l'intérieur de la chambre au moyen d'un bras articulé, - la figure 5 est une vue en coupe partielle de la partie inférieure de l'enceinte et de son réceptacle illustrant leur dispositif de verrouillage commandé à distance à partir de la chambre d'intervention sous-maflne On se reporte d'abord à la figure 1 du dessin qui illustre dans son ensemble un dispositif selon l'invention dans un mode particulier de réalisation applicable aux travaux de soudure sous-marins effectués sur une conduite l ergee. Ledit dispositif se compose d'une chambre d'intervention sous-marine 1, disposée autour de la partie de la conduite à souder 2. Cette chambre, qui est d'une forme généralement parallélépipédique comporte à sa partie supérieure un trou Sur une des faces latérales le, est fixé un réceptacle 5 dans lequel s'engage, en partie et est immobilisée momentanément, une enceinte submersible 6 encore appelée module d'intervention sous-marin. Comme la tourelle de plongée 3, l'enceinte 6 est guidée tout au long de sa course au moyen de lignes de guidage 7, par exemple des câbles ancrés au support de surface et au réceptacle 5 sur deux consoles Sa diamétralement opposées et s'étendant à l'extérieur du réceptacle à partir de sa périphérie. Un dispositif de guidage à entrée conique Ih est fixé à la partie supérieure de la chambre I et sur le parcours de l'enceinte 6. Ce dispositif de guidage a pour objet de guider l'approche du module 6 et du réceptacle 5. Ledit réceptacle 5 adopte la forme d'un récipient cylindrique, ouvert à sa partie supérieure 5b et dont le fond 5c est sphérique. I1 comporte parallàlement à son axe longitudinal, une ouverture circulaire 5e, délimitée par une bride 5f,fixée par soudure à l'extrémité d'une manchette 5g. La bride 5f est en appui sur une bride If dont une face Ifl est usinée pour former une portée, laquelle bride est fixée à la paroi Id de la chambre 1. Ladite bride If délimite un orifice circulaire Ig ayant la même section que l'ouverture Se du réceptacle. Un joint 8 assure l'étanchéité entre la chambre I et le réceptacle. Celui-ci est fixé à la chambre 1 au moyen d'un support 9, situé en partie basse, lequel est boulonné en applique sur la paroi Id de ladite chambre. L'orifice Ig et l'ouverture 5e qui mettent en communication la chambre et le réceptacle sont obturés au moyen d'une porte 10 venant en appui sur la deuxieme face usinée If2 de la bride If. Un joint 11 assure l'étanchéité à cet endroit. Ladite porte 10 est supportée par sa partie supérieure par un support pivotant (non représenté ) articulé à la structure de la chambre. Un dispositif de verrouillage, comportant une barre de verrouillage 12 venant en appui au centre de la porte sur tn bossage îOa et coopérant par ses extrémités avec des rampes pentées 13, assure la fermeture de cette porte. A sa partie supérieure, le réceptacle comporte une portée 5h, rapportée sur une bride 5d qui délimite ladite ouverture circulaire 5b. La portée annulaire 5h est fixée par boulonnage à la bride 5d, un joint 14 assure l'é tanchéité entre ladite portée et cette bride. L'enceinte submersible 6 se compose de deux étages : d'une part un étage inférieure 61 adapté pour pénétrer dans le réceptacle 5, lequel étage 61 comporte les organes de raccordement des appareillages utilisés dans la chambre: équipement soudure, tronçonneuses, meuleuses ainsi que les dispositifs d'approche T.V. et d'autre part, un étage supérieur 62 qui comporte différents compartiments dans lesquèls sont montés les appareillages pour la régénération de l'atmosphère. L'étage inférieur 61 est d'une configuration analogue à celle du receptacle 5. il est ainsi cylindrique et son extrémité 611 est d'une forme générale sphérique. Son diamètre externe est plus petit que celui dudit réceptacle de manière à pouvoir y pénétrer librement. il comporte deux echan- crures d'un profil rectangulaire 61a, lesquelles déterminent deux faces paral lèles entre elles 61b/61-c qui délimitent, en combinaison avec la paroi latérale de ladite partie cylindrique, une enceinte étanche 61m dans laquelle sont disposés les différents circuits électriques, soudure et gaz. Cette enceinte comporte deux ouvertures 61d/61e masquée par deux portes 61f/61g. L'ouverture 61e est d'un contour rectangulaire et permet d'accéder aux différents circuits et appareillages disposés dans l'enceinte après avoir enlevé la porte rectangulaire 61gaz laquelle est fixée à la paroi 61d par des vis. Un joint est interposé entre la paroi 61c et la porte pour assurer l'é- tanchéité. La porte 61f est d'un contour circulaire. Elle est composée par un fond bombé 61fil et d'une bride 61f2 et s'appuie sur une portée annulaire 61h qui délimite une ouverture de section circulaire qui débouche sur un tableau 61i qui comporte une pluralité de douilles de connexion 61j des différents appareils utilisés dans le cadre des travaux réalisés dans la chambre 1. Dans ce tableau débouche à sa partie supérieure et disposés l'un à côté de l'autre, deux conduits 61k d'admission et de reprise des gaz respiratoires. Dans sa position dans le réceptacle 5, l'enceinte 6 est en appui sur la portée 5h, par sa partie supérieure 62, qui forme en partie basse un épaulement 62a. Un joint 15 assure l'étanchéité a cet endroit, laquelle est obtenue par le propre poids de l'enceinte submersible 6 qui est de deux tonnes une en eau. Un dispositif de verrouillage de sécurité (fig.5) qui sera décrit plus loin, disposé à la partie inférieure du réceptacle 5, assure la fixati de l'enceinte à la chambre I ainsi que l'étanchéité du réceptacle. L'ouverture de la porte 61f qui masque le tableau 61i, après que l'eau ait été chassée du réceptacle 5, par insufflation de gaz, est rendu possible par un bras articulé, illustré à la figure 4 du dessin. Cette figu re représente schématiquement, une vue en coupe partielle de la chambre : l paroi le qui comporte l'orifice de communication Ig délimité par la bride I et un profilé Hlj, composant la strucutre de la chambre et disposé à proxim té de l'orifice Ig. Le bras 16 est fixé audit profilé Ij et se compose de quatre parties articulées 16a/16b/16c/16d. La partie 16a relie le bras à la chambre e forme une chape dans laquelle est articulée en 16e, par une de ses entremit la partie 16b; la partie 16c, qui est plus courte que la partie 16a, est ar ticulée à celle-ci par une de ses extrémités en 16f et son autre extrémité est articulée en 16g à la pièce 16d qui forme une chape. La partie 16d port un support 16h, percé en son centre et dans lequel est engagé un doigt 61f3 et s'étendant horizontalement à la partie supérieure de la porte 61f. Ce bras articulé 16,comme l'illustre clairement la figure 4, perm de réaliser avec aisance, l'ouverture de la porte 61f et de la rabattre con tre la face interne de la paroi le de la chambre, sa bride 61f2 venant s'ap pliquer contre ladite paroi. Une lampe 17, disposée dans une verrine étanche, fixée au-dessus la porte 61f qui masque l'ouverture 61d, assure l'éclairement à cet endroit Le dispositif de verrouillage de sécurité avec sa commande à dist ce est illustré à la fois sur les figures 2 et 5 du dessin. La partie inférieure sphérique 5c du réceptacle 5, comporte un bo sage cylindrique 5k rapporté par soudure, lequel se trouve dans un plan pa rallèle à celui de l'ouverture haute 5b. Ce bossage 5k est percé en son centre 5k1 pour recevoir un chapea 18 dans lequel est monté à rotation dans une bague 18a, un arbre 19. Cet ar comporte une partie 19a qui s'étend dans le réceptacle 5 et une partie 19b s'étendant à l'extérieur. 'Un bras 20 est calé sur ladite partie 19b au moye d'un clavetage,pour le solidariser en translation, son extrémité 19c est fi letée pour coopérer avec un écrou 19d qui, par l'intermédiaire d'une bague assure le serrage et le maintien du bras 20 sur l'arbre 19. Deux joints tor ques 21 disposés dans deux gorges 19e, réservées sur l'arbre, assurent l'ét chéité entre l'arbre 19 et la bague 18a.Deux autres joints 22, disposés da deux gorges pratiquées dans le chapeau 18 assurent l'étanchéité entre le ch peau et le bossage 5k. Le chapeau 18 est fixé au bossage 5k au moyen de six vis 23 qui coopèrent avec des trous taraudés pratiques dans ledit bossage. L'ext-rémjté.19a de l'arbre 19 comporte un verrou 24. Ce verrou 24 se compose d'une monture 24a solidarisée à l'arbre 19 par un clavetage. Son ex trémité 19g est filetée pour recevoir un écrou de serrage 19h, lequel par l'intermédiaire d'une bague 19assure la fixation de la monture 24a. Celleci comporte deux bossages cylindriques 24b diamétralement opposés qui steten- dent suivant un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'arbre 19. Ces bossages 24b sont percés en leur centre et sont taraudés pour recevoir des vis 24c qui jouent le rôle d'axes et autour desquels sont montés à rotation libre des galets 24d. Ces galets 24d comportent des évidements cylindriques 24e d'un diamètre légèrement supérieur à celui des bossages 24b afin de pouvoir tourner autour de ceux-ci. Les évidements 24e desdits galets enveloppent en totalité lesdits bossages 24b. L'extrémité 20a du bras 20, opposée à celle par laquelle est réalisée la solidarisation du bras et de l'arbre 19 forme une chape dans laquelle est monté à pivotement un écrou 25, qui coopère avec une tige filetée 26. Cet écrou 25 est monté tournant sur deux tourillons 20b réservés aux deux extrémités de deux vis 20c, vissées dans la chape 20a. La tige filetée- 26 est entraînée en rotation au moyen d'un volant 27 situé dans la chambre 1. Ce volant 27 traverse la paroi le de ladite chambre et est passé à travers un passage de paroi étanche 28, fixé par soudure à ladite paroi. La liaison entre la tige filetée 26 et l'axe du volant de manoeuvre 27 est réalisée par un joint de cardan 29. La partie inférieure sphérique 61m du module d'intervention comporte une couronne annulaire 6n, sur laquelle est fixée au moyen de vis 30, une plaque circulaire 31. Cette plaque est dans un plan parallèle à celui dans lequel se trouve l'épaulement 62a du module et comporte, en son centre, une ouverture rectangulaire 31a dont le contour eomporte deux cales pentées 32 situées longitudinalement de part et d'autre de l'ouverture rectangulaire 31a. L'ensemble de la plaque 31 et des cales pentées 32 constitue la g - che du système de verrouillage de sécurité assurant l'arrimage du module 6 au réceptacle 5. La section de l'ouverture 31a est légèrement plus grande que l'encombrement du verrou 24.- Celui-ci fonctionne par quart de tour sous l'-effet du volant de manoeuvre 27 et par l'intermédiaire de la transmission composee des éléments 19,20, 25, 26, 29. L'approche du module 6 dans le réceptacle 5 et plus précisément la manoeuvre préalable à son verrouillage sur le réceptacle 5 est effectuée au moyen d'un dispositif T.V.. La manoeuvre est suivie sur un écran de télévision, disposé en surface. Une caméra de télévision 33 est fixée à la partie inférieure 61m du module et permet de filmer l'opération d'approche de la gâche 31a/32 et du verrou 24. La caméra s'étend dans l'étage 61 du module parallèlement à son axe longitudinal et est portée par une structure 34, fixée à la plaque 31, laquelle structure adopte la forme d'un enceinte cylindrique. Celle-ci est percée en son centre à sa partie supérieure 34a, au droit de l'ob- jectif de la caméra 33. Un hublot 35 est monté étanche à l'intérieur de l'enceinte devant la camera. L'enceinte 34 est fixée d'une manière étanche sur la plaque 31. Une lampe 36, montée au centre d'un réflecteur 3i, et fixée audessous de la plaque 31 et à proximité de la gâche 31a/32,- assure l'éclairage nécessaire pour permettre de filmer l'opération d'approche. L'étage 62 du module d'intervention est d'une forme parallélépipédique et s'étend dans le prolongement de l'étage inférieur 61. il comporte, de part et d'autre des bras de guidage 38 dont l'extrémité forme coulisseau 39 dans lesquelles passent les lignes de guidage 7 et, à sa partie supérieure, un dispositif de connexion du câble ombilical 40 qui le relie à la surface et qui assure l'alimentation en puissance électrique du module, la télécommande et le contrôle d'isolement des équipements de fond, l'alimentation en gaz de la chambre, l'alimentation en eau chaude des radiateurs de la chambre, les prélèvement d'atmosphère de la chambre en vue de son analyse en surface. Le câble 40 est, selon l'invention, fixé en permanence sur l'enceinte submersible 6. Un dispositif de protection 41 accompagne l'extrémité inférieure du câble afin d'éviter toute détérioration de celui-ci. L'étage supérieur 62 comporte notamment plusieurs compartiments dans lesquels est établi le circuit des gaz en vue de leur admission dans la chambre 1, retour dans l'étage 62 du module, régénération, réchauffage. La figure 3 illustre schématiquement la représentation et la situation de ces compartiments suivant une vue "éclatée". A sa partie arrière 62b, est disposé le dispositif de régénération des gaz dans lequel on recylce continuellement le mélange gazeux avec un débit tel que tout le volume de gaz passe dans le circuit plusieurs fois par heure. Ce dispositif comporte des filtres à poussière, des catalyseurs à billes d'alumine, absorbeurs à chaux sodée . Les gaz sont mis en circulation au moyen d'un surpresseur disposé dans un compartiment 62c disposé au-dessus du compartiment de régénération 62b, qui les envoie dans un réchauffeur 62d, situé dans un autre compartiment se trouvant en avant du compartiment 62e Les gaz sont accompagnés dans leur circuit par un jeu de parois 62e, 62f, 62g et par des tubulures de communication 62h1 /62h2. La figure 3 illustre schématiquement le circuit des gaz matérialisé en traits gras. Les gaz sont mis en circulation par le surpresseur 62c dans le sens de la flèche F1 et sont admis dans le réchauffeur 62d. A la sortie de cet appareillage, ils sont dirigés vers deux circuits différents F2 et F3 par la vanne trois voies 62K. Le circuit F2 passe dans le compartiment 62g et est admis dans le compartiment 62f au moyen de la tubulure 62h2. Le circuit F3 passe d'abord dans le compartiment 62e et est ensuite admis dans le compartiment 62f. Les circuits F2/F3 se rejoignent dans ce compartiment et sont ensuite admis dans le réceptacle 5 par la tubulure 61K1 qui s'étend de la partie inférieure du compartiment 62f et qui débouche au droit de l'ouverture 61d de l'étage inférieur 6I dans le prolongement de l'orifice de communication lg entre la chambre 1 et le réceptacle 5. Le choix des circuits F2 ou F3 est effectué par la vanne de by-pass 62K qui est commandée à distance par un axe de manoeuvre 50 situé à coté de la lampe 17 de la partie inférieure 61 du module. Cet axe de manoeuvre 50 est accessible depuis la chambre 1 pendant les interventions sous-marines. Le compartiment 62j disposé au-dessous du compartiment 62e contient la partie électrique reliée au tableau 61j disposé dans l'étage inférieur 61. Chaque compartiment comporte une porte de visite. Le module d'intervention 6 est manoeuvré à partir d'un support de surface au moyen d'un portique de manutention. Arrivé en surface, le module est disposé sur un support permettant de le stocker et d'effectuer l'entretien. L'installation comporte en outre sur le support de surface - un container de puissance qui reçoit la puissance du bord et l'achemine vers l'ombilical, lequel peut être raccordé directement sur ce container. L'alimentation en puissance de l'ombilical est commandée depuis le poste de contrôle; - les trois tableaux de contrôle : 1)- tableau de pressurisation, respiration, analyse, 2)- l'armoire de commande qui permet la télécommande et la surveillance de tous les équipements de fond : contrôles d'isolement, alimentation puissance ombilical, régénération, éclairage, préchauffage, meules etc ... 3)- l'armoire de communication qui assure les fonctions suivantes alimentation et contrôle des caméras T.V. intérieures et extérieures de la chambre; communications phoniques normales ou secours; distribution vidéo (magnétoscope, fond, tourelle ...); - la chaudière à eau chaude qui permet l'alimentation des radiateurs situés dans la chambre. Le module d'intervention 6 est pressurisé pour être à la pression du fond quelle que soit la profondeur. Cette pressurisation est effectuée par l'intermédiaire d'un détendeur intégré au module 6. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les parties du dispositif qui viennent d'être décrites à titre d'exemple peuvent être rempl cées par des parties équivalentes remplissant la même fonction. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour#effectuer des travaux sur des appareillages immergés, com portant une chambre d'intervention sous-marine, caractérisé en ce qu'il se compose en outre d'une enceinte submersible amovible, laquelle comporte des moyens pour l'amener de la surface jusqu'à la chambre, des moyens pour la sodilariser momentanément à cette dernière, ainsi que des moyens pour la désolidariser de ladite chambre et des;moyens pour la ramener à la sur face, dans laquelle enceinte submersible sont disposés les équipements pour assurer la viabilité, à l'intérieur de la chambre et pour fournir l'énergie nécessaire à l'outillage utilisé. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre d'intervention sous-marine comporte un réceptacle ouvert à sa partie su périeure et comportant une portée sensiblement horizontale pour recevoir et maintenir d'une manière étanche l'enceinte submersible dans une position sensiblement verticale, et en ce que la chambre et ledit réceptacle sont en communication par un orifice pouvant etre obstrué au moyen d'une porte étanche. 3 - Dispositif selon les revendications Iet 2, caractérisé en ce que ladite enceinte submersible se compose de deux étages dont l'un destiné à péné trer dans le réceptacle est situé à sa partie inférieure et comporte une pluralité de douilles de connexion qui, lorsque l'enceinte est en place dans le réceptacle, sont situées dans un plan parallèle à celui dans le quel se trouve ledit orifice de communication, lesquelles douilles de con au nexion sont contenues dans une surface étant tout/plus égale à la section dudit orifice de communication afin de les rendre accessibles de l'inte- rieur de la chambre, et dont l'autre étage comporte-,en partie basse, un épaulement pour venir en butée sur ladite portée du réceptacle, et con tient lesdits équipements pour assurer la viabilité dans la chambre et pour fournir l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'outillage utilisé. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites douilles de connexion sont fixées sur un tableau qui est délimité par une portée sur laquelle vient en appui une porte étanche, laquelle est manoeuvrée de l'intérieur de la chambre au moyen d'un bras articulé à la chambre et adapté pour passer à travers ledit orifice de communication. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que l'extrémité libre de l'étage inférieur de l'enceinte submersi ble est adaptée pour coopérer avec des moyens de verrouillage disposés dans le fond du réceptacle, lesquels moyens sont commandés à distance à partir de la chambre. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit réceptacle est fixé à l'extérieur et à la périphérie de la chambre d'intervention sous-marine et adopte la forme d'un récipient cylin drique dont le-fond est sphérique. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ltextremite libre de l'étage inférieur de l'enceinte, est sphérique et comporte, en son centre, une zone plane perpendiculaire à l'axe longitu dinal de l'enceinte, laquelle zone comporte une lumière rectangulaire qui constitue la gâche dudit moyen de verrouillage. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage se composent entre autre d'un ver rou disposé perpendiculairement à l'extrémité d'un arbre monté à rotation dans le fond du réceptacle, lequel arbre comporte à son extrémité située à l'extérieur du réceptacle, un bras articulé à un écrou coopérant avec une tige filetée, reliée par l'intermédiaire d'un joint de cardan à un volant de manoeuvre situé dans la chambre. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le volume qui entoure la gâche et le verrou est délimité par une enveloppe montée étanche dans le fond de l'étage inférieur de l'enceinte, laquelle enveloppe est percée au droit du verrou et de la gâche et compor te, dans le prolongement de l'axe du système de verrouillage, une caméra de télévision s'étendant à l'intérieur dudit étage, pour filmer la manoeu vre d'approche de l'enceinte dans le réceptacle afin de réaliser leur arrimage.