Brevet FR2464362A1 — publié le 19810306

L'invention concerne un dispositif pour la mise en place ou le démontage d'un corps à axe creux, d'un boulon creux ou analogue dans un trou d'articulation situé sous le niveau de l'eau, d'une plate-forme de forage et/ou de production. Sur certaines plates-formes de forage et/ou de production, il peut être nécessaire de monter ou de démonter,pendant que la plate forme est montée sur le lieu d'installation en mer, des corps d'axe relativement grands et lourds, sous le niveau de l'eau, dans les trous d'articulations. Ceci ne peut être fait par des scaphandriers qud l'aide d'un dispositif approprié de montage sous-marin. Le but de la présente invention est de créer un tel dispositif de montage sous-marin. Selon l'invention, ee résultat est obtenu au moyen d'un flotteur, ayant plusieurs chambres annulaires pouvant être remplies et vidées par des pompes submersibles le flotteur ayant un évidement central axial et présentant à sa face frontale des équipements pour amarrer le dispositif à la plate-forme, une installation hydraulique ou pneumatique avec un piston pouvant être mû en avant et en arrière et agissant sur le corps à axe creux, des équipements motorisés permettant des mouvements en avant, en arrière et latéraux du flotteur, au moins une passerelle de commande avec des commutateurs à commande manuelle, et une installation de fourniture d'énergie pour les organes moteurs du dispositif. Le dessin annexé montre schématiquement deux exemples de réalisation du dispositif selon l'invention. La Figure 1 est une vue en coupe longitudinale centrale à travers le dispositif pour le montage et le démontage d'un corps à axe creux, La Figure 2 représente le dispositif de la figure 1 vu de dessus, La Figure 3 est une vue en coupe longitudinale centrale d'une variante du dispositif pour le montage et le démontage d'un corps à axe creux, et La Figure 4, représente le dispositif de la figure 3 vu de dessus. Le dispositif est constitué par un corps pouvant flotter - désigné ci-après par "flotteur" - de section circulaire, avec p.ex. trois cellules ou chambres 1 individuelles,délimitant un évidement central, continu, axial 2. Afin de pouvoir remplir d'eau de mer ou vidanger l'intérieur des cellules ou chambres, des pompes submersibles électriques 3 sont attribuées aux cellules ou chambres, les pompes étant p ex. fixées à la face inférieure du flotteur. La mise en marche et jarret des pompes submersibles 3 peut se faire de manière manuelle, ou par une installation automatique. Pour des raisons de transport,le flotteur comporte à sa face supérieure un oeillet de suspension 4, tandis qu'à sa face inférieure, il est muni de pieds 5.A la face frontale du flotteur se trouvent des équipements pour l'accouplement du flotteur à la plate-forme de forage et de production; ces équipements peuvent p. ex. se présenter sous forme de crochets 6 mobiles vers chaque côté et blocable en position extrême, pouvant être introduits dans des anneaux d'arrimage articulés à la plate-forme de forage et de production. A la face frontale du flotteur sont de plus disposés des phares 7 servant à éclairer l'endroit du montage situé sous le plan d'eau. Conformément à l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, un corps à axe creux 8 de configuration connue est disposé dans l'évidement 2 du flotteur. Le corps 8 possède à son extrémité arrière un collet 9, tandis que son extrémité avant de forme conique fait un peu saillie par rapport au flotteur. Pour pouvoir compenser la différence de diamètre dûe à la présence du collet 9, le corps 8 prend appui sur des supports en forme de segments lOa, lOb, disposés à l'avant et A l'arrière. Le centrage axial du corps 8 se fait par l'intermédiaire d'un dispositif de fixation pouvant être actionné par un volant 11. Pour des raisons de sécurité, un volant est prévu à chaque côté du flotteur. Les volants peuvent également être utilisés pour l'actionnement d'un équipement destiné au centrage axial des supports en forme de segment. Afin de pouvoir monter des corps 8, de longueurs différentes, l'évidement 2 comporte une pièce intermédiaire 12 définissant une longueur d'axe maximale déterminée.(En cas de longueurs plus réduites, l'on monte au lieu de la pièce intermédiaire 12, des disques ou tuyaux intercalaires). La pièce intermédiaire 12 possède une tige 13 passée à travers l'alésage central, axial du corps 8, étant entendu que sur l'extrémité avant de la tige est fixé un mécanisme entraineur tel qu'un écrou 14 empêchant une sortie involontaire du corps 8 et prenant p.ex. appui sur la face frontale de ce dernier. La pièce intermédiaire 12 possède son extrémité arrière, une bride 15.A l'arrière du flotteur est disposée une installation hydraulique 16; celle-ci comporte un vérin hydraulique pour compression et traction, une pompe à fluide de refoulement à entraînement électrique, les valves correspondantes et un réservoir à fluide de refoulement. La pièce intermédiaire 12 est reliée de manière solide, mais détachable à la tige 17 du piston de compression du vérin hydraulique; par sollicitation correspondante du piston, la pièce intermédiaire 12 peut, ensemble avec le corps 8 être refoulée vers l'avant ou retirée vers l'arrière. De part et d'autre du flotteur se trouvent près de la face rontale, deux - pour des raisons de sécurité - passerelles de commande 18 indépendantes l'une de l'autre et destinées à la conduite de l'installation hydraulique etc.Le flotteur est équipé sur chacun de ses deux côtés latéraux, d'une main-courante 19, permettant aux scaphandriers d'une part de s'y tenir, et d'autre part d'effectuer de petits mouvements avec l'ensemble du'dispositif. Dans le but de pouvoir effectuer des nouvements plus importants et pour la ma noeuvrabilité du dispositif, le flotteur comporte des hélices 20 pour les mouvements avant et arrière, à entraînement par moteur électrique, de même que des hélices 21 à entraînement par moteur électrique, disposées latéralement à l'arrière du flotteur et permettant des mouvements latéraux. Lorsque le dispositif doit être utilisé pour le montage ou le démontage de corps à axes d'un diamètre inférieur à celui de l'évidement 2, ceci sera rendu possible grâce à l'introduction de douilles intermédiaires avec des alésaqes intérieurs correspondants, dans l'évidement 2 du flotteur. Le courant électrique nécessaire à l'exploitation du dispositif, est fourni par un navire équipé d'une installation de génération d'énergie électrique ou autres, par l'interm6- diaire d'un enrouleur de cible, d'un cabre 25 et d'un connecteur 22 au flotteur, vers l'installation de diefribution du dispositif. Pour compenser un changement de position du dis positif, pouvant survenir avant, pendant ou après le montage ou ledémontage, le dispositif comporte une installation de commande à fonctionnement automatique permettant d'agir sur les pompes submersibles 3 de manière telle que les cellules ou chambres 1, du flotteur soient vidangées ou remplies de la quantité d'eau qui est nécessaire pour redonner à chaque fois la bonne position du dispositif. Si besoin en est, des poids de lest appropriés peuvent être prévus sur le flotteur. Le dispositif est amené à bord d'un navire d'accompagnement ou autrement, sur le lieu d'installation de la plate-forme de forage et de production. En cas de besoin, le dispositif prêt à fonctionner est descendu sur le plan d'eau, au moyen des installations de levage se trouvant à bord, où le moyen de préhension de charge (le crochet) est dégagé de l'oeillet de suspension 4. Après inspection du dispositif par le scaphandrier l'accompagnant, le dispositif est manoeuvré à l'endroit de montage, faisant fonctionner les entraînements d'hélices et les phares. A l'endroit même du montage, les crochets réglables 6 du dispositif d'accouplement sont introduits dans les anneaux de retenue de la plate-forme de forage et de production. Ensuite, l'installation à volants 11 est réglée de sorte que le corps 8 puisse être décalé axialement, mais que l'appui avant en forme de segment lOa soit pour le moment encore maintenu axialement. L'actionnement des organes correspondants de commutation sur une des passerelles de commande par le ou les scaphandriers, provoque une intervention dans l'installation hydraulique de manière telle que le piston du vérin repousse lentement, par la pièce intermédiaire 12, le corps d'axe 8 dans l'alésage correspondant d'articulation de la plate-forme de forage et de production, jusqu'd ce que le collet 9, du corps d'axe 8 vienne en butée sur la surface latérale de la partie correspondante de plate-forme.Dès que le collet 9 est en contact avec la face latérale, le scaphandrier actionne les organes correspondants de commutation sur la passerelle de commande 18, ce qui provoque un arrêt immédiat du mouvement d'avance. - I1 faut toutefois remarquer que le centrage axial de l'appui avant aura été supprimé par rotation correspondante de l'installation à volants, avant que l'appui arrière lOb n'ait pu atteindre l'appui avant l0a.- Les deux appuis lOa, lOb sont repoussés, au cours du mouvement du corps 8, par le collet 9, à l'extérieur de l'évide- ment 2 du corps flottant. Après que le corps 8 introduit dans le trou d'articulation aura été bloqué, de manière connue en soi, contre les décalages axiaux, l'écrou 14 est enlevé de la partie avant en forme de tige de la pièce intermédiaire 12. Ensuite, l'un des scaphandriers actionne les organes correspondants de commutation sur la passerelle de commande 18, sur quoi le piston y compris la pièce intermédiaire 12 et la tige 13 sont rentrés dans 13evidement 2. Dès que le piston, dans ce mouvement en arrière, a atteint sa position finale, l'installation hydraulique 16 est automatiquement arrêtée. Finalement, l'on détache les crochets 6 des anneaux de retenue et on les amarre de façon convenable au flotteur. Après actionement d'organes de commutation correspondants sur la passerelie de commande 18, le dispositif est dirigé par le ou les scaphandriers à la surface de la mer. Le dispositif représenté sur les figures 3 et 4 diffère du dispositif décrit ciodessus dans ce sens qu'ici le corps à axe creux 8 est fixé à l'extérieur de l'évidement 2, sur la face frontale du dispositif de montage, ce qui signifie que la pièce intermédiaire 12, l'installation pour le centrage axial du corps d'axe 8, ainsi que les appuis en forme de sen- ments 10 sont supprimés.L'ensemble de l'installation hy-ral- lique (vérin, pompe à fluide de refoulement, réservoir de flui- de de refoulement,etc) est aménagé à l'intérieur de 1!6videment 2 du corps flottant, étant entendu qu'une partie avant 17, en forme de barre du piston fait saillie à l'avant du corps flottant, et possède un creux taraudé 23 destiné à recevoir une tige (non représentée) prévue pour passer à travers l'alésage central du corps 8. Lorsque la tige est enlevée, le creux 23 est obturé par une chape de protection 24, L'évidement 2 du corps flottant est recouvert à l'avant et à l'arrière par des tonds 26 ou obturateurs correspondants. La plate-forme de forage et de production possède de manière connue en soi, trois pieds obliques reliés de manière articulée, chacun à un massif de fondation. En état de fonctionnement de la plate-forme de forage et de production, deux des pieds forment ensemble avec l'élément de traction se trouvant juste au-dessus de l'articulation entre les deux pieds et les massifs de fondation correspondant, un assemblage rigide à deux pieds en forme à peu près triangulaire ou d'A. Or, cet assemblage rigide est seulement réalisé en mer, sur le lieu d'exploitation prévu, la plate-forme y étant remorquée par des remorqueurs ou autrement, à l'état replié. Au cours du montage de la plate-forme de forage et de production sur le lieu d'exploitation, une des opérations de montage consiste à attacher l'extrémité de l'élément de traction au pied individuel, à l'aide d'un assemblage à boulons, cet assemblage devant parfois être réalisé à une certaine profondeur en-dessous du niveau de la mer. Cet assemblage à boulons est constitué par le corps 8 cité ci-dessus, et les trous d'articulation correspondants de la plate-forme de foraae et de production. Pour l'entraînement des différents équipements (pompes submersibles, hélices, installations de commande etc.) ,on peut également utiliser de l'air comprimé. L'air comprimé peut aussi être prévu pour la vidange rapide du flotteur rempli (d'eau de mer). Cet air comprimé peut être amené au moyen d'un flexible ou analogue, depuis le navire d'accompagnement, ou être délivré par des bouteilles d'air comprimé fixées au dispositif de montage sous-marin. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour la mise en place ou le démontage d'un corps (8) à axe creux, d'un boulon creux ou analogue, dans des trous d'articulation situés sous le niveau de la mer, d'une plate-forme de forage et/ou de production, caractérisé en ce qu'il est par un flotteur ayant plusieurs chambres annulaires (1) pouvant entre remplies et vidées par des pompes submersibles (3), le flotteur ayant un évidement central,axial (2), et présentant à sa face frontale des équipements (6) pour amarrer le dispositif à la plate-forme de forage et/ou de production, une installation hydraulique ou pneumatique (16) avec un piston (17) pouvant être mû en avant et en arrière et agi sa sant sur le corps (8) des équipements motorisés (20,2I) permettant des mouvements en avant, en arrière et latéraux du flotteur, au moins une passerelle de commande (18) avec des commutateurs à commande manuelle, et une installation d'alimentation d'énergie (22,25) pour les organes moteurs du dispositif0 2) Dispositif selon la revendication 1, pour un corps (8) à axe creux à mettre en place présentant un collet à son extrémité située du côté du mécanisme de déplacement, et étant logé dans l'évidement axial du flotteur, caractéri sé par le fait que le corps (8) repose sur des appuis (10a, lOb) déplaçables dans le sens axial, que le flotteur comprend une installation pour le centrage axial de l'appui avant (l0a), et que le piston ou la tige de piston (17) du mécanisme de déplacement (16) est relié de manière rigide, mais détachable à la pièce intermédiaire (12) possédant une partie avant en forme de tige prévue pour passer à travers l'alésage axial du corps (8) et qu'à l'extrémité avant de la tique (13) est diposé un mécanisme entraîneur. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les pompes submersibles (3) peuvent être in fluencées de telle manière par une installation de commande, que des changements de position du flotteur puissent être compensés automatiquement par le remplissage ou vidange de chambres (1). 4) Dispositif selon la revendication 1, le corps (8) à mettre en place étant disposé à l'extérieur de l'évidement, caractérisé par le fait que l'installation hydraulique ou une partie de l'installation pneumatique est disposée dans l'évidement axial (2) à l'intérieur du flotteur, et que le piston de l'installation hydraulique ou de l'installation pneumatique possède à son extrémité avant, un prolongement en forme de tige (17) avec un creux (23) recevant une tige à passer à travers l'alésage axial du corps (8) et prévue pour recevoir un entraîneur. 5) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'évidement axial (2) du flotteur peut être adapté à un corps (8) d'un diamètre plus petit, par mise en place d'une douille intermédiaire d'un diamètre intérieur correspondant.