Brevet FR2439926A1 — publié le 19800523

La présente invention concerne un engin moteur destiné à réaliser l'immobilisation de conduites sous marines au moyen de paires de piles d'ancrage directement enfoncées dans le fond marin, les piles de chaque paire étant reliées par une bride tendue sur la conduite. L'engin de l'invention, à guidage automatique, permet d'effectuer un ancrage particulièrement efficace et rapide des conduites sous#t#rines. Cet engin est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend : - un châssis sensiblement symétrique par rapport à un plan vertical longi tudinal, - deux ensembles latéraux d'organes de déplacement reposant sur le fond, supportant le châssis et permettant son déplacement sur le fond sous marin, ces ensemolesd'organes de déplacement étant destinés à opérer de chaque côté de la conduite à ancrer, deux organes moteurs, chaque organe moteur étant couplé à un ensemble res pectif d'organes de déplacement pour en opérer l'entrainement, et dévelop pant une force motrice réglable, - deux ensembles latéraux d'organes de forage propres à enfoncer chacun, de chaque côté de la conduite, et lorsque 1 'engin est à l'arrêt, une pile d'une paire de piles d'ancrage, - un bras de guidage monté pivotant sur ce châssis au moins autour d'un axe vertical, et dépassant à l'avant du châssis dans la direction de progression de l'engin, - un organe de maintien monté sur l'extrémité du bras de guidage la plus éloignée du châssis pour maintenir cette extrémité du bras à la verticale de la conduite, et - un dispositif de contrôle de direction, sensible à la déviation du bras de guidage vers un côté du châssis par rapport au plan vert#ical longitudinal de ce dernier, pour diminuer le rapport de la force motrice développée par l'organe moteur de ce méme côté, à celle développée par l'organe moteur du côté opposé. Par exemple, cet engin comprend un faisceau ombilical de câbles d'alimentation le reliant à la surface et par lequel il est alimenté en courant électrique, un groupe hydraulique porté par le châssis et utilisant une partie au moins de ce courant électrique pour comprimer un fluide, lesdits organes moteurs comprenant chacun au moins un moteur hydraulique relié au groupe hydraulique, et lesdits ensembles latéraux d'organes de déplacement comprenant chacun au moins une chenille susceptible d'etre entraînée par un moteur hydraulique correspondant. De plus cet engin comprend de préférence quatre vérins de stabili sation espacés, disposés de chaque côté du châssis, fonctionnellement reliés au groupe hydraulique et mécaniquement solidaires du châssis, ces vérins étant susceptibles, lorsque l'engin est à l'arrêt, de prendre appui sur le fond sous-marin pour stabiliser cet engin. L'engin comprend avantageusement deux distributeurs de piles, chacun de ces distributeurs alimentant en piles d'ancrage un ensemble latéral correspondant d'organes de forage. Le dispositif de contrôle de direction estpar exemple une valve de contrôle mécaniquement reliée au bras de guidage de manière à se déplacer entre deux positions extrêmes de part et d'autre d'une position neutre, en fonction de la rotation du bras de guidage, autour d'un axe vertical, de part et d'autre du plan longitudinal de l'engin, cette valve étant disposée sur un circuit hydraulique de correction comprenant une pompe de correction et mettant en communication, dans une première de ses positions extrêmes, ce circuit hydraulique de correction avec un circuit hydraulique d1alimen- tation d'au moins un moteur hydraulique situé d'un premier côté l'engin, de façon à modifier la force motrice de ce moteur, cette valve mettant enfin en comsnication,-dans sa deuxième position extrême, le circuit hydraulique de correction avec un circuit hydraulique d'alimentation d'au moins un moteur hydraulique situé à l'autre côté de l'engin. D'autre part, l'organe de maintien est un chariot monté pivotant à l'extrémité libre du bras et comprenant des roues non coplanaires destinées à rouler sur la surface externe de la conduite et étant disposées chacune dans un plan longitudinal normal à cette surface. On prévoit avantageusement dans le groupe hydraulique des vessies destinées à maintenir ce groupe hydraulique en équipression avec la pression de l'eau de mer. Enfin, chaque distributeur de piles comprend de préférence une rampe disposée au voisinage des ensembles latéraux d'oganes de forage, inclinée en direction de ces ensembles d'organes de forage, et présentant une rainure dans laquelle les piles sont maintenues verticalement, ainsi qu'au moins un extracteur constitué par une plaque horizontale adoptant sensiblement la forme de croix de Malte tournant autour d'un axe vertical et disposée au voisinage de la partie la plus basse de la rampe inclinée, de manière à extraire une à une, au cours de sa rotation contrôlée, les piles engagées sur la rampe. Un mode particulier de réalisation de l'invention sera décrit ciaprès, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence au dessin annexé, sur lequel - La figure 1 est une vue en perspective de l'engin de l'invention. - La figure 2 est une vue latérale de cet engin. - La figure 3 est une vue du dessus de l'engin, correspondant à la figure 2. - La figure 4 est une vue arrière de l'engin de la figure 2, sur laquelle le bras de guidage et le chariot ont été omis pour des raisons de clarté, et - La figure 5 est un schéma hydraulique général illustrant l'alimentation des moteurs en vue de la correction automatique de la direction de l'engin. La présente invention concerne un engin sous-marin destiné à réaliser l'ancrage d'une conduite ou "pipe-line" 1 sur le fond sous-marin 2. Cet engin comprend un châssis 3 supporté par deux trains latéraux de chenilles 4 permettant le déplacement de 1 engin à cheval sur la conduite. Ces trains de chenilles, par exemple du type de ceux fabriqués par la Société CATERPILI;AR et choisis pour une utilisation en immersion, sont entrainés par deux groupes de deux moteurs hydrauliques 5, par exemple des moteurs HAGGLUNDS type 4170. A sa partie arrière le châssis 3 de cet engin supporte supporte, de chaque côté, deux mâts de forage 6, par exemple des foreuses WIRTH type BIA, avec des pupitres de forage étanches 7. Ces foreuses connues sont susceptibles de pivoter autour d'un axe vertical pour venir chercher, dans un distributeur, qui sera décrit ultérieurement, des piles d'ancrage 8. Lorsque l'engin est à l'arrêt, ces foreuses enfoncent, dans le fond sous-marin, les piles 8 qui, par paires, tendent des brides 9 immobilisant la conduite 1 sur le fond Ces brides, comme le montre la figure 4, comprennent une plaque supérieure hémicylindrique 10 rattachée par des ridoirs 11 à des plaques de liaison 12 dont chacune est traversée par une pile 8 et maintenue par une collerette 13 formée à la partie supérieure de cette dernière. Un bras de guidage 14 s'étendant del'avant de l'engin dans la direction de sa progression, est monté pivotant sur le châssis au moyen d'une liaison de Cardan Sur l'extrémité libre 111b de ce bras est articulé un chariot 15 destiné à rouler sur la conduite afin de maintenir cette extrémité libre du bras à la verticale de cette conduite. A cette fin le chariot comprend un cadre longitudinal parallélépipédique supportant deux roues verticales supérieures 16 se déplaçant sur la génératrice supérieure de la surface cylindrique de kt conduite, ainsi que deux paires de roues horizontales latérales 17 se déplaçant sur les deux génératrices diamétralement opposées, dans un plan horizontal, de cette même surface cylindrique. L'une des caractéristiques essentielles de l'engin de l'invention est, une fois qu'il a été placé à cheval sur la conduite, de suivre automatiquement tous les changements de direction qu'opère cette dernière. A cette fin, l'engin comprend un dispositif de contrôle de direction représenté schématiquement sur la figure 5 qui montre tout d'abord les deux groupes de moteurs hydrauliques 5, babord et tribord, alimentés par des pompes indépendantes 18 à travers des valves de commande 19 à trois positions: marche arrière, repos, marche avant. Le dispositif de contrôle de direction comprend essentiellement une valve 20 à trois positions recevant sur son entrée le fluide comprimé par une pompe 21 de puissance inférieure à celle des pompes 18. Chacune des deux sorties de la valve 20 est reliée à un circuit hydraulique d'alimentation d'un groupe moteur correspondant La valve 20 est mécaniquement relié au bras de guidage 14 de manière à se trouver dans sa position neutre, pour laquelle la pompe 21 débite la même quantité de fluide dans les circuits hydrauliques des groupes moteurs babord et tribord, lorsque le bras est dans le plan longitudinal de l'engin, et de manière à adopter une première posi tion extrême lorsque le bras est à babord par rapport à # Vengin et une seconde position extrême lorsque le bras est à tribord par rapport à l'engin. Lorsque la valve 20 est dans sa première position extrême, l'alimentation du groupe moteur babord est déficitaire par rapport à celle du groupe moteur tribord alors que l'alimentation du groupe moteur tribord est déficitaire par rapport à celle du groupe moteur babord lorsque la valve est dans sa seconde position extrême. Comme le montre la figure 1, l'engin est de préférence alimenté en courant électrique, à partir de la surface, au moyen d'un faisceau ombilical de câbles 22 de type "COFIEXIP" dont l'extrémité inférieure est rendue solidaire du châssis. L'engin utilise lui-même ce courant électrique,pour comprimer un fluide d'entraînement, dans un groupe hydraulique 23 porté par le châssis de 1 'engin, par exemple un groupe à pompe DV système "MOORING".Ce groupe hydraulique 23 est mis en équipression avec l'eau de mer à l'aide de vessies de type "PRONAL". L'engin comprend, comme le montrent les figures 1 et 4, deux paires de vérins de stabilisation 24 espacés, solidairesduchâssis de chaque côté de ce dernier, et susceptibles d'être alimentés par le groupe hydraulique, lorsque l'engin est à l'arrêt, pour prendre appui sur le fond sous-marin et stabiliser cet engin. Ce dernier comprend en outre avantageusement, de chaque côté du ch s- sis, des distributeurs de piles constitués par des rampes 25 s'inclinant vers le bas en direction des foreuses 6 auxquelles elles sont adjacentes, et par des extracteurs 26. Les rampes 25 présentent une rainure longitudinale 27 dans laquelle sont engagées verticalement les piles 8 avant leur utilisation, ces piles étant retenues sur les rampes par leur collerette 13. Les extracteurs 26 sont prévus à 1V extrémité inférieure des rampes et à proximité immédiate des mâts de forage, d'une part pour extraire une à une les piles stockées et d'autre part pour éviter la chute par gravité de ces dernières. Chaque extracteur est constitué par une paire de plaques horizontales espacées l'une de l'autre, adoptant sensiblement la forme de croix de Malte, et susceptibles de tourner simultanément et en phase autour d'un même axe vertical. Comme le montre la figure 3, les parties pleines de ces plaques obstruent partiellement, à tour de rôle, la rainure 27, interdisant la chute des piles stockées,qui ne peuvent être extraites , qu'en venant s'engager une à une dans les intervalles séparant les parties pleines de ces plaques en croix de Malte,qui se présentent successivement au cours de la rotation de ces dernières. L'engin comporte de préférence deux potences latérales 28 de type H 1890 portées par le châssis et permettant le chargement piles dans les distributeurs. Les piles 8 étant de préférence creuses, l'engin comprend deux pompes d'injection à boue 29 du type BEAN 535, entraînées par des moteurs hydrauliques REXROTH et destinées à injecter, à travers les piles, de la boue ou de l'eau à des pressions importantes afin de faciliter le forage .Ces pompes peuvent également être utilisées pour injecter du béton dans les piles déjà en place. L'engin de ltinvention reçoit avantageusement une protection cathodique, par exemple au moyen de zinc. D'autre part on prévoit de préférence, de façon connue en soi, des dispositifs de sécurité, par exemple pour interdire l'alimentation des moteurs 5 lorsque les vérins 24 reposent sur le sol et lorsque les tables de rotation des foreuses 6 ne sont pas en position haute. Il est du reste bien entendu que le mode de réalisation de l'invention décrit ci-dessus a été donné à titre d'exemple et que des modifications évidentes pour lthomme de l'art peuvent y être apportées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Engin sous-marin destiné à réaliser l'ancrage d'une conduite sur le fond sous-marin, caractérisé en ce qu'il comprend - un châssis sensiblement symétrique par rapport à un plan vertical longi tudinal, - deux ensembles latéraux d'organes de déplacement reposant sur le fond, sup portant le châssis et permettant son déplacement sur le fond sous-marin, ces ensembles d'organes de déplacement étant destinés à opérer de chaque côté de la conduite à ancrer, - deux organes moteurs, chaque organe moteur étant couplé à un ensemble respectif d'organes de déplacement pour en opérer ltentraînement, et développant une force motrice réglable, - deux ensembles latéraux d'organes de forage propres à enfoncer chacun, de chaque côté de la conduite, et lorsque l'engin est à l'arrêt, une pile d'une paire de piles d'ancrage, les piles de chaque paire de piles étant reliées par une bride tendue sur la conduite et interdisant le mouvement latéral de celle-ci, - un bras de guidage monté pivotant sur ce châssis au moirs autour d'un axe vertical, et dépassant à l'avant du châssis dans la direction de progres sion de l'engin, - un organe de maintien monté sur 1 'extrémité du bras de guidage la plus éloignée du châssis, pour maintenir cette extrémité du bras à la verticale de la conduite, et - un dispositif de contrôle de direction, sensible à la déviation du bras de guidage vers un côté du châssis par rapport au plan vertical longitudi nal de ce dernier, pour diminuer le rapport de la force motrice développée par l'organe moteur de ce même côté, à celle développée par l'organe moteur du côté opposé. 2. Engin suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un faisceau ombilical de câbles d'alimentation le reliant à la surface et par lequel il est alimenté en courant électrique, un groupe hydraulique porté par le châssis et utilisant une partie au moins de ce courant électrique pour comprimer un fluide, lesdits organes moteurs comprenant chacun au moins un moteur hydraulicue relié au groupe hydraulique, et lesdits ensembles latéraux d'organes de déplacement comprenant chacun au moins une chenille susceptible d'être entraînée par un moteur hydraulique correspondant. 3. Engin suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend quatre vérins de stabiliaation espacés, et disposés de chaque côté du châssis, fonctionnellement relies au groupe hydraulique et mécaniquement solidaires du châssis, ces vérins étant susceptibles, lorsque engin est à l'arrêt, de prendre appui sur le fond sous marin pour stabiliser cet engin. 4. Engin suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre deux distributeurs de piles, chacun de ces distributeurs alimentant en piles d'ancrage un ensemble latéral correspondant d'organes de forage. 5. Engin suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle de direction est une valve de contrôle mécaniquement reliée au bras de guidage de manière à se déplacer entre deux positions extrêmes de part et d'autre d'une position neutre, en fonction de la rotation du bras de guidage, autour d'un axe vertical, de part et d'autre du plan longitudinal de l'engin, cette valve étant disposée sur un circuit hydraulique de correction comprenant une pompe de correction et mettant en communication, dans une première de ses positions extrêmes, ce circuit hydraulique de correction avec un circuit hydraulique d'alimentation d'au moins un moteur hydraulique situé d'un premier côté de l'engin, de façon à modifier la force motrice de ce moteur, cette valve mettant enfin en communication, dans sa deuxième position extrême, le circuit hydraulique de correction avec un circuit hydraulique d'alimentation d'au moins un moteur hydraulique situé de l'autre côté de l'engin. 6. Engin suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de maintien est un chariot monté pivotant à 1 'extrémité libre du bras et comprenant des roues non coplanaires destinées à rouler sur la surface externe externe de la conduite et étant disposées chacune dans un plan longitudinal normal à cette surface. 7. Engin suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le groupe hydraulique comprend des vessies destinées à maintenir ce groupe hydraulique en équipression avec la pression de l'eau de mer. 8. Engin suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que chaque distribution de piles comprend une rampe disposée du voisinage des ensembles latéraux d'organes de forage, inclinée en direction de ces ensembles d'organes de forage, et présentant une rainure dans laquelle les piles sont maintenues verticalement, ainsi qu'au moins un extracteur constitué par une plaque horizontale adoptant sensiblement la forme de croix de Malte, tournant autour d'un axe vertical et disposée au voisinage de la partie la plus basse de la rampe inclinée, de manière à extraire une à une, au cours de sa rotation contrôlée, les piles engagées sur la rampe. 9. Engin suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux pompes à injection de boue pour le forage. 10. Engin suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une protection cathodique, à base de zinc.