Brevet FR2468542A1 — publié le 19810508

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, aux tours de forage en mer ou aux "derricks marins" et concerne plus particulièrement un derrick comportant une plaque tournante sur laquelle sont montés un mât, une flèche et différents treuils. L'art antérieur révèle une tour de forage en mer ou un derrick marin comportant une plaque tournante sur laquelle sont montés un mât, une flèche et différents treuils. Des exemples, de tels derricks, sont décrits dans la publication de brevet japonais n 17 085/1970, la publication de brevet japonais n0 6 705/1975 et la publication après examen de brevet japonais n0 63 656/1975. On connaît, au moins un exemple de derrick marin comportant soit un, soit deux haubans reliés à un câble de relevage ou d'api- quage. Un exemple d'un tel dispositif est représenté dans le brevet américain no 3 260 373. Toutefois, on ne connaît pas, dans la technique antérieure, de derrick utilisant l'arbre de transmission du treuil des haubans pour faire tourner la plaque tournante et comportant un câble d'égalisation de tension pour maintenir les deux haubans tendus en permanence. La tour de forage en mer ou le derrick marin, selon la présente invention comprend une plaque tournante montée à rotation sur le pont et comportant un mât, une flèche et les différents treuils, dont chacun est affecté séparement à un câble de charge, à un câble de relevage ou d'apiqua- ge et à des haubans, un treuil vertical pour les haubans étant espacé au- dessus de la face supérieure de la plaque tournante de manière que son arbre de transmission vertical passe par une ouverture percée au centre de cette dernière, pour venir se raccorder à un moteur à son extrémité inférieure, ladite plaque tournante étant reliée audit arbre de transmission au moyen d'un train d'engrenages interposé entre celui-ci et la plaque tournante. Le but de la présente invention est de réaliser un derrick marin conçu pour améliorer l'efficacité des opérations de manutention de sa flèche en incorporant une plaque tournante montée à rotation sur le pont, sans pour autant installer des moyens d'actionnement supplémentaires. Un autre but de la présente invention est de réaliser un derrick marin dans lequel l'angle de rotation de la flèche, dans un plan horizontal, pendant une opération de manutention, est sensiblement diminué, permettant ainsi d'éviter que des contraintes excessives s'exercent sur la flèche. L'invention vise également à éviter que les haubans ne tr. nent sur le pont pendant les opérations de manutention de la flèche, et qu'aussi de nombreux mats soient dressés sur le pont, en particulier à proximité des flancs du navire, au cours de la manipulation des haubans.. Enfin, l'invention se propose de procurer un derrick marin qui est à la fois compact et exempt de grandes pièces saillantes gênant la vue de l'officier de navigation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la decription qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un derrick marin selon la présente invention; - - la figure 2 est une vue transversale en coupe de la plaque tour- nante faisant partie du derrick de la figure 1, - la figure 3 est une vue en plan, à plus grande échelle, montrant une partie des câbles du derrick de la figure 1; - - la figure 4 est une vue en plan semblable à la figure 3 mais qui représente une modification des cables de cette figure; et - la figure 5 est une vue en plan illustrant le fonctionnement du derrick marin de la figure 1. En se référant à la figure 1, on voit une tour de forage en mer ou un derrick marin 10 conforme à la présente invention, qui comprend une plaque tournante circulaire 1 montée à rotation sur un pont 51 et portant une flèche 2 un mât 3, un treuil de chargement 4, un treuil de relevage ou d'apiquage 5 et un treuil 6 de tension des haubans. En se référant à la figure 2, un treuil. vertical 6 à deux tambours pour les haubans est installé au niveau du centre de la plaque tournante 1, au dessus, et à une certaine distance de la face supérieure de celle-ci. Un arbre de transmission 7 s'abaisse verticalement du treuil 6 dont il est solidaire à travers une ouverture 55 percée au centre de la plaque tournante 1 et d'une autre ouverture 52 ménagée dans le pont 51, pour venir se raccor- der à un moteur 12 installé sous le pont 51 en étant associé avec un réduc- teur de vitesse 13. Une bague de support 11, comportant une partie tubulaire verticale 11T, est enfilée librement sur l'arbre vertical 7 et est convenablement sup- portée sur le pont 51, directement au-dessus d'un pignon 9 qui est monté à rotation sur l'arbre 7, à un niveau prédéterminé au-dessus du pont 51. La plaque tournante circulaire 1, ayant des dimensions données, est ajustée librement autour de l'arbre 7 et est supportée à rotation sur la partie centrale de celui-ci par la bague 11. La plaque tournante 1 comporte une bordure verticale cylindrique 8 qui s'abaisse du pourtour de sa face infé- rieure. La bordure 8 comporte, à son extrémité inférieure, des galets ap- propriés (non représentés)-qui roulent sur des rails de guidage 53 installés sur le pont 51. Un engrenage réducteur horizontal 15 de grand diamètre est monté à rotation sur le pont 51 et engrène avec le pignon 9 de l'arbre vertical 7. Une couronne dentée 14, montée sur la face intérieure de la bordure 8 de la plaque tournante 1, engrène avec l'engrenage réducteur 15. Des moyens d'ac- couplement appropriés (non représentés) sont prévus entre l'arbre T et le pigon 9. Une bague d'arrêt 16, ayant une section en Z, est montée-sur le pont 51 en face du pourtour extérieur de la plaque tournante 1. La bague d'arrêt 16 comporte, à sa partie inférieure, une gorge 17 destinée à recevoir des câbles électriques enroulés 54. Un tambour de bobinage 18 du type à tension, est monté sur la plaque tournante 1 pour enrouler l'une des extrémités du câble 54, extrémité qui est convenablement reliée aux divers treuils de la plaque tournante 1. L'autre extrémité du cable 54 est connectée à une source d'éner- gie électrique appropriée. En revenant à la figure 1, on voit que le mat 3 du derrick comporte deux bras 20A et 20B s'arc-boutant vers l'intérieur et situés a une hauteur prédéterminée au-dessus de la plaque tournante, dans une position espacée du treuil 6 qui est placé au centre de cette dernière. Un panneau de commande 50 est monté sur le mat 3. La flèche 2 du derrick est montée à rotation sur la plaque tournante 1 au moyen d'un aiguillot ou pivot 19 dans une position voi- sine du treuil 6 des haubans, de façon à occuper une position diamétralement opposée à celle du mat 3. Un câble de relevage ou d'apiquage 21, dont l'une des extrémités est reliée à une plaque à oeillet 47 prévue au sommet du mat 3 du derrick, passe autour d'-ine poulie 45, qui sera décrite plus loin, puis autour d'une seconde poulie 25 située au sommet de la flèche 2 et enfin d'une troisième poulie 26 montée au sommet du mat 3, avant d'être dirigé vers le treuil de relevage ou d'apiquage 5 de laplaquetournante 1. Un câble de chargement 23, dont l'une des extrémités est reliée à un crochet 30B d'une poulie 29 comportant un crochet de chargement 30, est dirigé vers le haut, puis entraîné autour d'une poulie 31 située au sommet de la flèche 2 et dirigé vers le bas avant d'ltre entraîné autour de la poulie de charge 29, remonté, entra ne autour d'une poulie 28 de la flèche 2 voisine de l'extrémité supérieure de celui-ci et ensuite autour d'une autre poulie 27 située au sommet du mat 3, avant d'être dirigé vers le treuil de chargement 4. Le hauban latéral 22A, dont l'une des extrémités est reliée à une plaque à oeillet 32 de l'extrémité supérieure de la flèche 2 passe autour d'une poulie 33, qui sera décrite plus loin, puis se dirige vers une autre poulie 34 située à l'extrémité supérieure de la flèche 2, passe sur une troisième poulie 35 fixée au bras 20A et sur une quatrième poulie 49 du mât 3, avant de s'enrouler autour du tambour 6A du treuil à haubans 6 dans une direction pré- :-: i:!-0-;: X d _ _ - 246854 2468542- déterminée. De même, l'autre hauban latéral 22B, dont l'une des extrémités - est reliée à une plaque à oeillet 36 de l'extrémité supérieure de-la flèche 2, passe autour d'une poulie 37, qui sera décrite par la suite, autour d'une deuxième poulie 38 située à l'extrémité supérieure de la flèche 2, d'une troisième poulie 39 du bras 20B et finalement une quatrième poulie 48 du mât - 3 avant d'être enroulé sur l'autre tambour 6B du treuil à hauban 6, dans une direction opposée à la direction d'enroulement du premier hauban 22A. En se référant à la figure 3, on voit qu'un dispositif égalisateur -- de tension 24, comprenant une-olaque triangulaire 41 et un caâble d'égalisation 40, est prévu entre les deuxhaubans latéraux 22A et 22B. La plaque 41h est accrochée au mat 3 au moyen d'un câble 44, qui est reliée à un premier.coin de celle-ci. La plaque triangulaire 41 est associée à une poulie d'égalisation - 42 qui est reliée à un second coin de la plaque triangulaire au moyen d'un caâble métallique 43. Un caâble d'égalisation 40, relativement court, passe autour de la poulie 42, l'une de ses extrémités étant reliée à la poulie 33 qui entraîne le hauban 22A, tandis que son autre extrémité est reliée à la-- poulie 37 qui entraîne le second hauban 22B. La plaque triangulaire 41 est as- sociée à une autre poulie 45 qui est reliée à son troisième coin au moyen d'un câble 46 et autour de laquelle passe le câble de relevage 21. Il est à noter que la tension des deux haubans 22A et 22B est égalisée par l'action du caâble , lequel se déplace sur la poulie d'égalisation 42 dans une direction ou dans l'autre, selon que l'un ou l'autre des haubans a pris du mou. De plus, lorsque du mou apparaît dans les deux-haubans, celui-ci est résorbé par le câble de relevage 21 qui passe autour de la poulie 45 de la plaque triangulaire 41, et ce en particulier, lorsque les deux haubans prennent du mou simultanément. La figure 4 représente une modification 24' du dispositif égalisa- - teur de tension 24 de la figure 3. La modification 24' diffère du dispositif égalisateur de tension 24 de la figure 3 seulement en ce que la plaque trian- gulaire 41 est directement reliée à l'extrémité du caâble de relevage 21. En se référant à la figure 5, on voit que le flèche 2 du derrick conforme à la présente invention peut être tournée vers la position désirée d'un angle &2, alors que dans le même temps une flèche de derrick de type tra- ditionnel, telle que celle manoeuvrée simplement par des haubans, ne peut être tournée que d'un angle 81. En d'autres termes, la flèche de derrick 2 selon la présente invention est amenée à la position voulue beaucoup plus rapidement qu'une flèche de type traditionnel. Comme décrit ci- dessus, étant donné que l'extrémité supérieure de la flèche de derrick est amenée dans la position de levage de charge désirée par l'action du treuil du-hauban s'additionnant au mouvement de rotation de la plaque tournante, l'angle de pivotement de la flèche est sensiblement diminué, ce qui la soulage ainsi des contraintes inu- tiles qu'elle subit quand on la tourne à la position de transport de charge. En conséquence, l'organe de renfort traditionnellement monté sur la flèche peut etre supprimé. Etant donné que la plaque tournante est reliée à l'arbre qui entraîne le treuil des haubans, des moyens d'actionnement séparés, spécialement destinés à la plaque tournante ne sont plus nécessaires. En conséquence, selon la pré- sente invention, on obtient un derrick marin de construction peu coûteuse et dans lequel la manutention des charges s'effectue plus efficacement. De plus, la présente invention permet, grâce au dispositif égalisa- teur de tension des haubans, d'éliminer le mou apparaissant dans ceux-ci, de sorte que les deux haubans sont constamment prêts à fonctionner pour commander la flèche lorsqu'on actionne le treuil. De plus, les deux haubans sont en per- manence maintenus tendus pendant que la flèche du derrick porte une charge et contribuent ainsi à l'élimination des éléments de renfort classiques générale- ment montés sur celle-ci. REVENDICATIONS 1. Derrick marin, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque tournante montée à rotation sur le pont et portant un mat, une flèche et différents treuils, respectivement affecté à un cable de charge, à un câble de relevage et à des haubans, un treuil vertical pour les haubans étant monté avec un espacement au-dessus de la face supérieure de la plaque tour- nante de manière que son arbre de transmission vertical passe par une ouver- ture percée au centre de cette dernière pour venir se raccorder à un moteur par son extrémité inférieure, ladite plaque tournante étant reliée audit arbre de transmission au moyen d'un train d'engrenages interposé entre celui-ci et la plaque tournante. 2. Derrick marin selon la revendication 1, caractérisé en ce que sa flèche comporte un pivot supporté à-rotation sur la plaque tournante. 3. Derrick marin selon la revendication 1, caractérisé en ce que son mat et sa flèche sont disposés dans des positions diamétralement opposés et, en ce que le treuil des haubans est placé entre eux. 4. Derrick marin selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'égalisation de la tension des haubans. 5. Derrick marin selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'égalisation de la tension des haubans comprennent une plaque triangulaire accrochée à l'extrémité supérieure du mat du derrick et à laquelle est reliée une première poulie autour de laquelle est entraîné le câble de relevage, et un câble d'égalisation relativement court passant autour d'une seconde poulie également reliée à la plaque triangulaire et comportant une extrémité reliée à une troisième poulie - autour de laquelle passe l'un des haubans, son autre extrémité étant reliée à une quatrième poulie autour de laquelle passe l'autre hauban. 6. Derrick marin selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'égalisation de la tension des haubans comprennent une plaque triangulaire accrochée à l'extrémité supérieure du mat du derrick et à la, quelle est reliée directement l'une des extrémités du câble de relevage, et un câble d'égalisation, relativement court, passant autour d'une poulie reliée à la plaque triangulaire et dont l'une des extrémités est reliée à une autre poulie autour de laquelle passe l'un des haubans, tandis que son autre extrémité est reliée à une poulie différente autour de laquelle passe l'autre hauban. 7. Derrick marin selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens de manutention d'un cable d'alimentation électrique comportant un porte-câble annulaire concen- trique à la plaque tournante, fixé sur le pont vis-à-vis du pourtour de la plaque tournante et ayant une section en U formant une cavité pour recevoir le câble électrique enroulé, et un tambour d'enroulement du type à tension, monté sur la plaque tournante et adapté à enrouler. et à dérouler le câble 6lectrique dans ledit porte-câble, l'une des extrémités de ce câble étant tenue sur le tambour et reliée aux divers treuils de la plaque tournante.