Brevet FR2446215A1 — publié le 19800808

Dispositif de transbordement mécanique entre deux navires L'invention concerne un dispositif de transbordement de colis d'un bSti- ment a un autre qui, de par sa conception mécanique, s'affranchit de la position relative des deux bâtiments et du mouvement de chacun de ces bâtiments soumis à l'action de la houle et du vent ; un ou plusieurs dispositifs sont installé dans le premier bâtiment comportant un bras mobile teléscopique venant au dessus du second bâtiment, bras dont ltextre mité est asservie à un poste de chargement déterminé sur le second bSti- ment 3 et un convoyeur installé sur la partie supérieure de ce bras ; à ltapproche de l'un et l'autre bâtiment les déplacements du colis s'effectuent parallèlement au bâtiment correspondant et suit les mouvements propres de celui-ci. Les transbordements entre deux bâtiments en haute mer sont délicats et toujours limites par les conditions météorologiques. Dans l'industrie offshore, qu'il s'agisse de la construction puis du ravitaillement des plateformes d'exploitation, comme du ravitaillement des nombreuses barges de pose ou d'intervention sur les canalisations sous-marines, il est d'un grand intérêt d'assurer sans risque ces opérations et d'être à meme de les effectuer en dépit des conditions marines defavorables Actuellement, les transbordement en haute mer s'effectuent toujours à l'aide de grues guidées en général à ltoeil par un opérateur situé à quelques 53 mètres du lieu de prise et de dépose, ces opérations s'opèrent m- me quelquefois en aveugle.Dès que la mer se durcit, le levage par grue devient très dangereux, les charges se balancent et tournent aux extrémités des filins. De plus, chaque navire tangue, roule et pilonne à son rythme propre. Le pilonnement est une oscillation verticale du navire en harmonie avec la fréquence et la hauteur de la houle, il atteint facilement quelques mètres d'amplitude avec des fréquences de 5 à 20 secondes selon les bâtiments, On conçoit qu'il devient rapidement impossible de ravitailler sans risques graves. Certains dispositifs de correction viennent d'ap palastre sur le marche, il s'agit de compensateurs de pilonnement qui sont montés sur les grues de levage et qui asservissent le mouvement du crochet de la grue à la position verticale du bâtiment à décharger. Dans le cas particulier qui nous préoccupe, les grues ne sont pas adaptées au transfert de pipes de grande longueur qui nécessitent plusieurs points de prise pour éviter les balancements, les pivotements, les rotations, etc... Elles ne peuvent opérer -compensées ou non en pilonnement- que par mer calme. I1 reste toujours très difficile d'utiliser deux grues simultanément sur un méme objet.Dans le cas de transfert de pipes destiné à la réalisation de canalisations sous-marines, il est essentiel de ne pas endommager les extrémités de celui-ci non plus que le rsuOt-ent de protection anti-corrosion ; il faut éviter tout choc. I1 est nécessaire également, compte tenu des cadences de pose, de délivrer trams rapidement et régulièrement ces pipes, combien mEme les conditions marines deviennent difficiles pour le ravitaillement, bien qu'elles restent acceptables pour la pose. I1 n'y a pas actuellement de réponse satisfaisante b ce proh1iw. La présente invention e pour but d'apporter un remède à cette difficulté. L'invention telle qu'elle est caractérisée dans les revendications résoud les problèmes consistant à créer un dispositif de transbordement qui soit totalement affranchi des limitations apportées par la position relative des bâtiments ainsi que par le mouvement propre de ceux-ci, et qui convienne au transport particulièrement délicat des colis de grande longueur tels les pipes de 38 ou 50 mètres. Les avantages de ce dispositif consiste essentiellement a contrôler b tout instant la position du pipe pendant son transbordement, à éliminer tout risqué d'accident et de choc tant a la prise sur le premier navire qu'a la pose sur le second, à convenir au transbordement par des conditions météo~ rologiques mauvaises, a assurer un transbordement régulier et sans aléas ni improvisations. L'invention concerne un dispositif "mécanique" caractérisé par le fait que la pièce transbordée (ici des pipes de grande longueur) est déplacés parallèlement et régulièrement par rapport au bâtiment A ou s'effectue la prise, ceci pendant les premiers mètres ou ce pipe s'éloigne de A, puis en fin de transbordement, parallèlement et régulièrement par rapport au bâtiment B sur lequel le pipe sera déposé. I1 est caractérisé également par la fait que les mouvements sont mécaniquement guidés pendant ces phases de prise et de pose. En d'autres termes, pendant la phase de prise et le début du transbordement, le mouvement du colis est asservi au mouvement propre du bâtiment approvisionnant ; pendant la phase de transbordement et celle de livraison du colis à nord, le mouvement est asservi à celui du bâtiment approvisionné. Le système mécanique de transbordement doit s'accomoder des variations de position relative des bâtiments et de leur mouvement propre, il doit assurer un mouvement parfaitement mattrisé du colis tout au long de l'opération de transfert 1 il est doté d'une certaine flexibilité en ce sens qutil répond a ces conditions particulières de fonctionnement. Le dispositif de transbordement comporte des organes de préhension ou de soutien du colis que nous désignerons ci-après comme "pinces", il est caractérisé en ce que le mouvement de ces pinces suit à tout moment une direction définie : au début du transbordement à partir du premier bâtiment, pendant le transbordement, et enfin à la livraison sur te second bâtiment. Les dispositifs qui seront décrits ci-après sont caractérisés en ce que le mouvement d'une pince staffectue à la verticale du premier bti,,ent jusqu'à un bras mécanique solidaire du second bâtiment, bras sur lequel est trans férue le colis qui est ensuite convoyé jusqu'au pont du second bStimentX Sur la figure 1, est représentée une première version d'un tel système. Sur le bâtiment A, est fixé un mit pivotant I soutenu par une armature 2. L'extrémité de ce mst est maintenue à la verticale du poste de prise 3 sur le bâtiment B grâce à l'inclinaison de ce mSt an réponse å une mesure de position relative instantanée des deux bâtiments. Cette mesure est réalisée par le filin 4 portant vn inclinomètre 5, filin qui établit une liaison physique entre les deux bdtiments. Ce filin est constamment tendu, ce filin s s'enroule et se déroule constamment autour de la poulie 6 donnant ainsi une indication permanente sur les effets du pilonnemant des bStiments et, éventuellement, du tangage et du roulis. Les pipes 7 sont soulevés par des pinces 8 liées à une structure légère rigide 9.Cette structure est soulevée par des filins 10 reliés à un treuil par l'intermédiaire d'un piston il portant des mouffles 14 et dont la course est réglée en fonction des indications relevées par le filin de mesure. Sur le bttiment B, les pipes 13 sont conduits au poste d'évacuation 3 par Ilintemmédiaire d'un convoyeur 14. Lorsque la structure 9 arrive au niveau du bras de transfert 1, elle vient s'encastrer dans le chariot basculeur 15 qui assure le convoyage en 16, pour basculer en final en 17 an amenant le pipe 98 sur le b8timent A. Sur la figure 2, le bttiment B est en tangage par rapport au b timent A. Trois dispositifs de transfert 21, 22, 23 et leur bras de support 31, 32, 33 sur le bAtiwent A assurent le transfert du pipe 7 gr ce à la structure rigide 9 pourvue de pinces 8. Cette figure représente le début du levage à partir de B. Pendant cette phase, les longueurs des filins de levage 24, 25, 26 sont respectivement corrigées à partir des indications données par les filins de mesure correspondants, indicatiuns qui commandent les vérins de compensation. Cette manoeuvre est analogue à celle utilisée industriellement en offshore dans les systèmes de compensation de pilonnement.En assumé, dans cette première phase de transbordement, le pipeline est soulevé en restant constamment parallèle au bâtiment B, ce qui évite tout choc et accident éventuels. Une fois que le pipe est soulevé à une hauteur suffisante, l'asservisserant des longueurs de filins 24, 25, 26 est supprimé, le pipe est alors remonté et positionné parallèlement au b timent A. il est ensuite basculé sur le convoyeur placé sur la face supérieure des bras de levage et ceci jusqu'au poste de déchargement. Sur les figures 3, 4, 5, 6 est représentée une autre version du dispositif de transbordement. Ce dispositif comporte une série (3 sur les figures) de potences articulées orientables pourvues d'un système de convoyage sur leur partie supérieure. La figure 3 est une vue de front montrant la liaison entre les deux bflti- enta. La potence de transbordement avec son fEt vertical 31 sur son so cle 32 possède un bras horizontal 33 avec une prolongatien coulissante 34, la face supérieure de cette prolongation et de ce bras porte le dispositif de convoyage 35, mb par le srst 6. De mame que précédemment, le cible ta commandé par le treuil 37 circule sur un vérin il avec son mouffle 12, vérin dont la course sert à compenser les variations de longueur du c ble de mesure 4.C'est-à-dire que l'on s'affranchit des variations de longueur de parcours dues aux déplacements et mouvements propres des deux bstiments. De B au chariot 45 les mouvements sint commandés par 10,ensuite par le convoyeur 46. Le convoyage est effectué jusqu'd un poste de livraison 38 sur le partie supérieure du bras 34. Le chariot 39 est en position verticale, retourné vers le haut, les pinces 40 sont ouvertes et le pipe 41 vient en 42 sur élévateur 43 de pipe qui délivre en final le pipe en 44 à bord du batiment A. Les pipes 13 du bâtiment B sont évaGués à partir du poste 3 par utilisation de la structure rigide 9 avec ses pinces 8, la structure est déplacée à la verticale dans la première phase de sa course par le mouvement du cible 10. Le cible 4 suit à tout instant les variations aléatoires de la distance de parcours du transbordement et permet ainsi par correction de ces mouvements sur le câble 10 d'assurer un déplacement continu et contrtlé de la charge par rapport au estiment B quand cela est nécessaire. Sur le cible 4, est fixé un inclinomètre 5 qui indique l'écart par rapport à la verticale du câble 4 ; cette indication est renvoyée à une électronique qui commande la rotation de la potence et l'allongement du bras horizontal par coulissement de 35, de façon à maintenir à l'aplomb vertical en dépit du roulis du b3ti- ment B et de la position relative des 2 bâtiments A et B. Ceci est représenté sur la figure 4 où l'on voit trois positions des cibles de mesure verticaux qui viennent en 51 ou 52 tandis que les cibles de levage sont en 55 et 56 ; ceci grâce au mouvement du bras 35 venant en 53 et 54 respectivement. Les inclinomètres viennent en 57 et 58 respectivement. La distance de la charge au pont du bâtiment B est maintenue constante ainsi que sa position par rapport au poste 3 de chargement. Sur cette figure, l'amplitude des mouvenients verticaux est fortement exagérée pour mieux faire comprendre le mécanisme.- Sur la-figure 5, le bâtiment B tangue fortement par rapport à A. Trois potences 60, 4, 65 sont utilisées pour transborder les pipes 7 de 35 mètres de long. Ces pipes sont maintenus par la structure rigide 9 par l'intermédiaire de pinces.Les bStiments A et B ne sont pas parallèles, ce qui explique ltorientation différente de ces potences. Les parties coulissantes 62, 34, 64 des bras sont différemment sorties pour conserver l'aplomb vertical du cible de mesure 51, 10, 52 respectivement an réponse aux indications données par les inclinomètres 57, 5, 58. Cette figure représente la phase où le pipe 7 est proche et parallèle du bâtiment B. La structure rigide 9 est progressivement soulevée de cette manière jusqu'à un niveau (sur l'un des bras) où il n'y a plus risque d'accident de manutention ; dès ce moment, on se libère de l'asservissement au mouvement de B et les cibles de levage des autres bras sont relevés pour mettre 9 au mime niveau par rapport à A. La manutention se poursuivra alors selon la description de la figure 3. La figure 6 est une vue en plan montrant les mouvements des potence en réponse aux déplacements relatifs des navires A et B. En traits pleins les deux b-Atiments sont représentés parallèles avec les postes de prise sur le batinent B situé en face des potences du bâtiment A ; en traits et p3in- tillés, on voit les deux bâtiments A et B qui font un ongle et le btti- ment P;!--35t plus en face de A. Dans la position initiale, la potence a son bras 4 perpendiculaire au bord du navire, ainsi que sa rallonge 34. La cCI- hls jO supporte la structure rigide 9. Après déplacement de B, les potences s'orientent individuellement différemment et s'allongent également diffé ranme,1t ; leur bras et parties coulissantes viennent respectivement en 61, 62 ; 63, 64 ; 65, 66 tandis que la structure rigide devient en 70 paralle- langent au bord 71 du bttiment 8. Lorsqu'il n'y a pas de transbordement, les potences pivotent en 72, 73, 74 pour s'effacer parallèlement au batiment A. Les figures 7 et 8 représentent de front et en plans une variante d'un tel système. Par rapport à la figure 3, la figure 7 apporte les éléments nouveaux suivants t L'extrémité des potences de transbordement reste constamment à l'aplomb du poste de chargement 3, en réponse aux indications données par l'inclinomètre 5. Le pipe 7 est saisi par une ventouse 75 portée par la poutre de levage 9. Il est d'abord remonté parallèlement au estiment B grue à la compensation de distance effectuée sur le filin 10 à partir des indications du filin 4, et ceci jusqu'à une hauteur suffisante H ; ensuite, il est remonté sans tenir compte de cette compensation pour venir dans les machoires du basculeur 79.Ce basculeur 79 pivote autour de l'axe 80 pour venir en 81 et pour déposer le pipe an 82, sur un réceptacle de transfert 83. La potence 31 possède un bras orientable 33 comprenant un caisson 90 dans lequel roule le bras télescopique 91 ; ainsi qu'un profilé 92 dans lequel coulisse le bras de transfert 84 portant le réceptacle 83. Lors du basculement, l'extrémité de ce bras de transfert est asservie à l'extrémité 80 de la partie télescopique de la potence. Après le basculement, ce bras 84 revient en arrière en m2me temps qutil se libère de son asservissement. Sa position de retrait est fixe vis-à-vis de la poutre 33, et en cette position le pipe- qui est venu en 86 est repris par un dispositif de convoyage 89 qui le transportera en 88. En 88 il sera repris de nouveau par un moyen conventionnel disposé sur le bbtiment A.Le transporteur 89 peut avantageusement jouer un r81e de stockage tampon. Selon cette disposition, le temps dé cycle des opérations de transbordement est réduit, car les opérations de con voyage sur la face supérieure des potences, et de levage jusqu'au niveau de la potence, s'effectuent en temps masqué. Sur la figure 8, la poutre de levage 9 est parallèle et à l'aplomb du poste de chargement du bâtiment B. Cette poutre est tenue par 3 potences, 61, 63, 65, qui, repliées, viennent en 72, 73, 74. Les parties télescopiques 84 des potences sont asservies chacune à l'aplomb du poste de chargement correspondant ; elles se déplacent chacune indépendamment. il en est de mtme des bras de transfert 84 qui, sur cette figure, sont représentés venant de recevoir le pipe 82 par basculement des pinces 79 (cf. figure 7) ; à ce moment ld, le pipe 82 est parallèle à . Puis les bras 84 sont libérés de l'asservissement au estiment B et se reculent pour apporter le pipe en 86 où il va entre repris par les transporteurs 89. Ces transporteurs apportent le pipe JUSqU'en 88, position de livraison fixe sur le bâtiment A. Revendications Dispositif de transbordement mécanique de canalisations entre deux navires qui staffranchit de la position relative des deux navires et du mouvement de chacun dteux sous ltaction de la houle et du vent ; caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour assurer, à 12 approche de l'un ou de lautre navire, le convoyage des canalisations parallèlement au premier navire lors de la prise, au second lors de la pose. Revendication 2 : moyens de levage selon le dispositif précédent constitués de potences orientables situées sur le premier navire, dont llextrémité est asservie aux postes de chargement sur le second navire. Revendication 3 : Potence de levage selon la revendication 2, dont ltextré- mité est asservie à la verticale du poste de chargement mobile, et dont les mouvements des organes de préhension sont compenses des mouvements relatifs des deux navires. Revendication 4 : Potence selon la revendication 3 où les commandes dsasser- vissement de extrémité de la potence sont réalisées à laide d2un fil tendu reliant ladite extrémité aux postes de chargement, filin dont on mesure en permanence la longueur et l'inclinaison. Revendication 5 : Potence selon la revendication 2 comportant un fût orientable, un mât télescopique, un basculeur fixé à leextrémité de ce mat, un convoyeur ou bras de transfert dont la position est périodiquement asservie aux mouvements permanents de extrémité du mit télescopique qui véhicule la canalisation au dessus du mat télescopique ou sur sa face supérieure