Brevet FR2451342A1 — publié le 19801010

La présente invention concerne un dispositif pouvant assurer le transfert d'un fluide en mer entre une installation fixe et un engin flottant. Dans le domaine de l'exploitation des mers, et plus particulièrement dans l'exploitation des gisements pétrolifères sous-marins, le transfert du pétrole brut doit être assuré entre des installations fixes implantées au large des côtes et les raffineries situés sur le continent. Un tel transfert est généralement assuré par des pétroliers. Cependant l'amarrage des pétroliers auxdites installations représente une manoeuvre relativement longue et malaisée, surtout par mauvais temps où elle peut même être pratiquement impossible. Pour pallier cet inconvénient on a proposé d'effectuer un tel transfert par l'intermédiaire de canalisations souples maintenues notamment par des perches ou des bouées ancrées sur le fond marin. Cependant, de tels dispositifs se révèlent lents et malaisés à mettre en oeuvre tout en présentant un prix de revient élevé. Par ailleurs, ils présentent un obstacle à la navigation, car ils sont soit disposés à la surface de la mer soit immergés à une faible profondeur. La présente invention permet de remedier aux inconvénients schématisés dans ce qui précède et elle a pour objet un dispositif pouvant assurer aisément et rapidement le transfert d'un fluide en mer entre une installation fixe et un engin flottant tel qu'un navire, un tel dispositif étant d'un prix de revient modique tout en présentant une fiabilité élevée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence aux dessins et schémas annexés dans lesquels La figure 7 est une vue en élévation du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessus du dispositif selon l'invention. La figure 3 représente une boite de raccordement de fluide comprimé mise en oeuvre dans le dispositif selon l'invention. Les figures 4a, 4b, 4c, lid illustrent la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention. Tel qu'il est représenté figures 1 et 2, un dispositif selon l'invention référencé 30 dans son ensemble comporte un tube central 1 auquel est fixé une armature 2 formée de tubes d'acier. L'extrémité supérieure du tube 1 comporte une vanne de connexion 3 tandis que son extrémité inférieure est liée à une conduite flexible 4 par l'intermédiaire d'une bride 5. Entre le tube 1 et l'armature 2 sont disposés des réservoirs ou flotteurs référencés de 6 à 13 (figure 2). Deux de ces réservoirs, par exemple les réservoirs 7 et 11 présentent un volume constant et sont garnis d'un matériau tel que par exemple de la mousse de polyuréthane, tandis que les autres, à savoir les réservoirs 6, 8, 9, 10, 12, 13 sont souples et gonflables. Ces derniers réservoirs, peuvent être alimentés en air comprimé par l'intermédiaire de tubulures flexibles telles que 15 (figure 3) connectées à une boite de raccordement 16 fixée sur l'armature 2 et alimentée par une canalisation 17 d'air comprimé associée à la conduite 9. Cette boite de raccordement est munie d'une soupape de contrôle de pression différentielle 18 entre l'air comprimé et la pression hydrostatique extérieure. Bien entendu la conduite li et la canalisation 17 aboutissent à l'installation fixe 40 (figures 4a à 4d). Le dispositif comporte en outre une élingue de manutention 19 et une tôle ajourée de protection 20 assujettie à l'armature 2. Il faut noter en outre que les réservoirs 7 et 11 de volume fixe présentent un poids déterminé de sorte que le dispositif 30 dans son ensemble présente un poids tel que lorsque les réservoirs gonflables sont à pression atmosphérique, ledit dispositif repose sur le fond marin comme représenté figure lia - et ne flotte nullement entre deux eaux. Un tel dispositif 30 fonctionne donc de la façon suivante Au repos, le dispositif 30 lié à la conduite flexible 4 et à la canalisation 17 repose donc sur le fond marin comme représenté à la figure lia. A l'arrivée de l'objet flottant lii, en l'occurrence un pétrolier (figure 4b) on remonte le dispositif 30 à la surface. A cet effet, l'opérateur occupant l'installation fixe 40 injecte de l'air comprimé dans les réservoirs 6, 8, 9, 10, 12, 13 et cela par l'intermédiaire de la canalisation 17 de la boite de raccordement 16 et des tubulures 15 (figure 3). Il faut cependant noter qu'au cours de cette opération, la soupape 18 maintient en permanence la pression d'air dans lesdits réservoirs à une valeur légèrement supérieure à la pression hydrostatique régnant au niveau dudit dispositif. De la sorte, on assure une remontée lente depuis le fond de la mer, tout en évitant tout risque d'explosion des réservoirs, notamment à la surface de la mer où la pression hydrostatique présente une valeur faible. En référence à la figure lic, le pétrolier lii aperçoit le dispositif 30 et le hisse à bord par l'intermédiaire de l'élingue 19. Le transfert de fluide entre le navire et l'installation 30 peut alors se dérouler, par l'intermédiaire de la conduite 4 ledit navire comportant une canalisation apte à être branchée sur la vanne de connexion 3 du dispositif 30. L'opération de transfert de fluide terminée le dispositif 30 est rejeté à la surface de la mer et le pétrolier 41 s'éloigne. L'opérateur réduit alors progressivement la pression dans les réservoirs au moyens d'un détendeur d'air réglable (non représenté) apte à maintenir cette pression à une valeur légèrement inférieure à la pression hydrostatique extérieure. Il s'ensuit, comme représenté à la figure 4d une immersion progressive du dispositif ; lorsque la pression dans les réservoirs atteint la pression atmosphérique, le dispositif vient reposer lentement sur le fond marin, comme illustré à la figure 4a. Les avantages principaux du dispositif selon l'invention sont donc les suivantes : En premier lieu, il ne peut en aucune façon entraver la navigation. cor il ne sue trouve à la surface de la mer que durant le transfert de fluide. En outre ledit dispositif assure un gain de temps de manoeuvre considérable, compte tenu du fait que le navire n'a nullement besoin de venir s'amarrer à l'installation fixe. Par ailleurs, il présente une structure simple, peu onéreuse, et un grand nombre de tels dispositifs peuvent être associés à une même installation fixe. De plus, il est très aisément réeupérable en fin d'exploitation du gisement pétrolifère. L'invention est donc avantageusement mise en oeuvre dans l'exploitation de gisements sous-marins de pétrole brut, de gaz et autres. Bien que le dispositif qui vient d'être décrit paraisse le plus avantageux pour la mise en oeuvre de l'invention dans une situation technique particulière, on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de l'invention, certains de ses éléments pouvant être remplacés par d'autres susceptibles d'assurer la même fonction technique. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de transfert de fluide en mer entre une installation fixe et un engin flottant, dispositif comportant un tube central lié par 1' inter- médiaire de son extrémité inférieure à une conduite flexible reliée à ladite installation fixe, une armature étant fixée audit tube,caractérisé par le fait que des réservoirs ou flotteurs sont disposés entre ledit tube et ladite armature, au moins l'un desdits réservoirs ou flotteurs présentant un volume constant et un poids prédéterminé tandis que les autres réservoirs sont aptes à prendre un volume variable par injection ou échappement d'un fluide comprimé, des moyens étant prévus pour d'une part maintenir ledit fluide comprimé à une pression légèrement supérieure à la pression hydrostatique extérieure lors de l'ascension du dispositif du fond de la mer vers la surface et d'autre part maintenir ledit fluide comprimé à une pression légèrement inférieure à la pression hydrostatique extérieure lors de la descente dudit dispositif de la surface vers le fond de la mer. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens prévus pour maintenir ledit fluide comprimé à une pression légèrement supérieure à la pression hydrostatique extérieure lors de l'ascension du dispositif du fond de la mer vers la surface comportent une soupape de pression différentielle entre la pression dudit fluide comprimé, et ladite pression hydrostatique. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite soupape est disposée dans une boite de raccordement entre une canalisation d'amenée dudit fluide comprimé, et des tubulures d'alimentation desdits réservoirs à volume variable, ladite boite de raccordement étant fixée sur ladite armature. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que-lesdits moyens prévus pour maintenir ledit fluide comprimé à une pression légèrement inférieure à la pression hydrostatique extérieure lors de la descente dudit dispositif de la surface vers le fond de la mer comportent un détendeur réglable. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le poids dudit réservoir ou flotteur présentant un volume constant est prédéterminé de sorte que lorsque la pression dudit fluide dans lesdits réservoirs ou flotteurs à volume variable présente une valeur sensiblement égale à la pression atmosphérique, ledit dispositif repose sur le fond de la mer. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'extrémité supérieure dudit tube comporte une vanne apte à être connectée audit engin flottant. 7/ Installation d'exploitation maritime comportant au moins un dispositif de transfert selon l'une des revendications précédentes.