Brevet FR2470822A1 — publié le 19810612

Cette invention est relative à des perfectionnements apportés aux plateformes en mer, c 'e st-à -dire utilisé e s dans l'industrie offshore, no- tamment pour des applications pétrolières. On saitque les plateformes actuellement utilisées sont de trois types principaux 1 - Le type dit "jacket" dans lequel laplateforme est constituée par une structure métallique tubulaire (treillis) fixee sur des piles métalliques enfoncées dans le sol. Selonla nature du sol où est mise enplace la plateforme, les piles sont battues ou forées puis cimentées. Le montage s'effectue en mettant tout d'abord en place la structure métallique, puis en battantou forant les piles à travers certains des éléments de la structure, puis en raccordant et solidarisant structure métallique et pile s, lropération se terminantpar la mise en place de la plateforme proprement dite ou "deck" destinée à supporterleséquipements. Ce type de plateforme présente l'inconvénient selon lequella mise en place des piles nécessitel'utilisationde derricks-barges conteuses, cette opération étant par ailleurs relativement longue. En outre, étant donné que pendant lemontagela stabilité est mal assurée, celui-ci doit hêtre effectué durant une période de mer calme suffisamment longue. 2 - Le type appelé "gravité11 qui est constitué dtune embase poids sur laquelle sont encastrées un certain nombre de colonnes destinées à recevoir le deck supportant les équipements. Embase et lescolonnes sont réalisées soit enacier soit en béton. En général, l'embase est alourdie lors de la pose àl'aided'un remplissage total ou partiel par exemple àltaidede sable ou de béton. Le gros inconvénient de ce type de plateformes provient de ce que la construction et le transport sur le site d'exploitation doivent être effectués en position verticale, ce qui présente de sérieuses difficultés, notamment l'obligation de construirela plateforme dans une souille qui est ensuite mise en eau pour ltévacuation de la plateforme. Par ailleurs, embase doit être de grande dimension pour assurer la stabilité pendant le transport. 3 - Les plateforme s dites "articulées", dans lesquelles la plateforme est connectée à une embase poids par l'intermédiaire d'une liaison mécanique, généralement du type à cardan. La plateforme est en général transportée horizontalementà laide de flotteurs provisoires et la liaison avec son embase est réalisée sur le lieu même de la pose. La présente invention est relative à une plateforme du type gravité et elle est caractérisée en ce qu'elle comporte une structure métallique tubulaire ou "jacket" et une embase constituée par au moins un réservoir ou enceinte ballastable et éventuellement le stable, et en ce que la liaison entre ladite embase et ladite structure métallique tubulaire est assurée par une articulation et une liaison rigide, cette dernière étant réalisée après immersion sur le site, afin de permettre de transporter la structure horizontalement. Selon une caractéristique de cette invention, la liaison rigide réalisée après immersion est obtenue par des moyens mécaniques tels que par exemple des axes d'articulation ou par l'intermédiaire d'un élément métallique, tel qu'un tube par exemple, rendu solidaire des deux parties à assembler par un matériau de liaison tel qu'un mortier ou une résine. Selon une autre caractéristique de cette invention, ladite liaisonarticulée est effectuée soit avant le transport de la plateforme sur son site d'exploitation, soit sur le site, à la surface de l'eau avant immersion. Selon encore unie autre caractéristique de cette invention, le lestage de embase est effectué en totalité ou en partie en surface, par exemple à l'aide de béton et en partie ou en totalité au fond après mise en place définitive. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation non limitatifs.Sur le dessin: la figure 1 représente en élévation uneplateforme selon l'invention après mise en place sur son site d'exploitation; la figure 2 représente en élévation laplateforme de la figure 1, en position de transport; la figure 3 illustre en plan un détail de la figure 2; les figures 4 et 5 sont respectivement des vues en bout et en plan de embase de la plateforme; les figures 6 à 8 illustrent, en élévation, les différentes étapes de mise en place de la plateforme sur son site;; les figures 9 et 10 sont des vues de détail, en élévation et coupe par tielle montrant un mode de réalisation de la liaison rigide entre embase et la structure métallique tubulaire; la figure 11 est une vue partielle en élévation d'un premier exemple de réalisation du montage d'un mat sur la structure tubulaire dela plateforme; et la figure 12 représente en élévation un second exemple de réalisation du montage dtunmEit sur la structure métallique tubulaire de la plateforme. En se référant aux dessins et plusparticulièrementà à la figure 1, on voit que la plateforme selon l'invention du type gravité comprend -une embase désignée dans son ensemble par la référence 10 qui, dans cet exemple de réalisation non limitatif, est constituée par quatre réservoirs en acier 12, cylindriques à axe vertical, montés surun support 14 formant embase proprement dite, et -une structure métallique tubulaire du type jacket 16 dontla liaison avecltembase 10 est assurée d'une part par une articulation 18 et dtautre partpar une liaison rigide 20. Cette dernière, dontunexemple de réalisation sera décrit plus loin en regard des figures 9 et 10, peut être réalisée après immer sion. Cette conception permet de remorquer horizontalement la plateforme pour lsamener sur son site d'exploitation (Fig. 2), la liaison articulée 18 étant effectuée soit avant transport, soit sur le site et à la surface de lseau avant lXimmersion. Ainsi quXon peut le voir sur les figures 2 et 3, on prévoit un flotteur provisoire 22 destiné à supporter la partie haute de la structuremétallique 16, embase 10 constituantle second flotteur de l'ensemble remorqué. Lirnmersion s'effectue par balla stage et éventuellement lestage de l'embase 10. Celestage peut entre effectué en totalité ou en partie en surface, en utilisant par exemple du béton, et enpartie ou entotalité au fond après mise en place définitive.Dans l'exemple de réalisation non limitatif représenté sur les dessins , le lestage est effectué immédiatement avant lgimmer- sion sur le site par remplissage partiel des réservoirs cylindriques 12 à De préférence l'aide de béton. / la dispositionet la répartition des masses sont telles que lors de ltimmersion, les centres de poussée et de gravité sont toujours sur la même verticale > dans une configuration qui assure'la stabilité, ce qui simplifie la régulation du ballastage. En raison du ballastage et du lestage de embase 10, cette dernière s'enfonce progressivement sous l'eau (fig. 7) enfaisant basculer progressivementla structure métallique tubulaire 16, soutenue parle flotteur provisoire 22, autourdel'articulation 18, jusqu'à ce quel'ensemble de la plateforme prennela position verticale (fig. 8). Les deux faces du plan de joint 24 des membrures opposés à l'articulation 18 sont alors en contact. La plateforme est ensuite positionnée et orientée avecprecision puis elle est posée sur le fond par balla stage du ou des flotteurs auxiliaires tels que 22, situés àla partie haute de la structure tubulaire 16. Laplateforme occupe alors sa position définitive représentée à la figure 1. I1 reste à effectuer la liaison rigide 20, entreltembase 10 et la partie inférieure de la structure tubulaire 16. Cette liaison peut être réalisée soit à l'aide de moyens mécaniques tels que par exemple des axes similaires à ceux de l'articulation 18, soit à I'aide dlun élément métallique, rendu soli daire des deux éléments à assembler par l'intermédiaire 2'un ~nortier ou dlune résine, et assurantpar conséquent latransmission'des efforts. On peut sans sortir dù cadre de cette invention utiliser une combinaison de ces deux procédés. On a représenté auxfigures 9 et 10 un mode de réalisation du raccordement de embase àla structure tubulaire qui est du type utilisant un élément métallique. Sur ces figures on voit en 2d une des béquilles solidaires de l'embase 10 sur laquelle vient se raccorder, à l'issue de , l'immersion, Lune des jam- bes 28 de la structure 16. Un manchon 30, solidaire dela jambe 28, vient coiffer la partie supérieure de la béquille 26. A l'intérieur de ce manchon 30 on dispose un joint gonflable 32 qui permet de réaliser à la fois une étanchéité autour du plan de joint 24 des éléments 26 et 28 etun assemblage mécanique maintenant parfaitement 1' une contre l'autre la béquille 26 et la jambe 28. On descend un tube 34 à ltintérieur de la jambe 28 et de la béquille 26 de façon à le positionner à cheval sur le plan de joint 24 (fig. 10). Ce tube 34 est pourvu à chacune de ses extrémités de joints gonflables tels que 36. La liaison définitive entre la structure métallique tubulaire 16 (jambes 28) et l'embase 10 (béquilles 26) est ensuite réalisée en injectant, à l'aide dtune conduite d'alimentation 40 prévue dans le tube 34, un ciment ou une résine qui vient remplir lsespace annulaire 42 entre d'une part la béquille 26 et la jambe 28, et d'autre partle tube 34. L'adhérence entre le ciment oula résine etles éléments tubulaires 26, 28 et 34 peut être améliorée en prévoyant des aspérités d'une part sur les surfaces internes desjambes 28 et des béquilles 26, etd'autre part sur la surface externe du tube 34. Selon un exemple de réalisation, ces aspérités peuvent être obtenues en soudant une hélice enacier sur les parois considérées de ces différents éléments tubulaires. Certaines plateformes supportent des mâts de grande hauteur destinés àrecevoirpar exemple des torchères, antennes, feux de signalisationmaritime et autres équipements. Le montage de cesmâts est toujours difficile en raison de la capacité limitée en hauteur des grues susceptibles d'être utilisée s en mer. La plateforme selon l'invention permet de disposer ces mâts soit le long, soit à l'intérieur de la structure métallique tubulaire 16 du jacket. Sur les figures 1, 2, 7 6, 7 et 8, ona représenté un mât 44 montéle long de la structure 16 et mis en place par translation le long de cette structure en passant au travers du deck 46 (fig. 6). Le transport s'effectue avec le mdt 44 le long de la structure 16 (fig. 2) et la mise en place du mât (fig. 6) steffec- tue sur le site d'exploitation. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 11 et 12, le mât 48 est articulé en 50 sur la partie supérieure dela structure 16 et il est mis en place par rotation autour de cette articulation (fig. 12) à l'aide d'un vérin par exemple (non représenté). 1l est également possible sans sortir du cadre de l'invention, de monter le deck 46 sur la plateforme avant transport et mise en place, le volume des flotteurs auxiliaires 22 disposés à la partie haute de la structure 16 étant fonction du poids de ce deck 46, cette disposition est particulièrement intéressante pour les decks de moyenne importance tels que ceux des plateformes de forage. Parmi les avantages apportés par la plateforme selon l'invention, on peut citer notamment - une embase de dimension plus réduite que celle des plateformes gravité traditionnelles; - un remorquage facile en po sitionhorizontale; -la possibilité d'incorporer undeck et les différents mâts supports de torchère et autres appareils; -la possibilité d'utiliser les réservoirsdeltembasepour le stockage des hydrocarbures. Bien entendu cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés mais elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1) Plateforme en mer, notamment pour1Xe ,écution de forages, du type gravité, caractérisée en ce qu'elle comporte une structure métallique tubulaire et une embase constituée par au moins une enceinte balla stable et éven tuellement le stable et en ce que la liaison entre ladite embase et ladite structare métallique tubulaire est assurée d'une part parune articulation et d'autre part par une liaison rigide, cette dernière étant réalisée après immersion sur le site, afin de permettre de transporter horizontalement la structure. 2) Plateforme en mer selon la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison rigide réalisée après immersion est obtenue à l'aide de moyens mécaniques . 3) Plateforme en mer selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens mécaniques assurant la liaison rigide sont constitués par des axes d 'articulation. 4) Plateforme en mer selon la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison rigide est réalisée par 17intermédiaire dlun élément métallique, notamment tubulaire, rendu solidaire des deux parties à assembler par un matériau de liaison tel qu'un mortier ou une résine. 5) Plateforme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite liaison articulée est effectuée avant le transport de la plateforme sur son site d'exploitation. 6) Plateforme selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite liaison articulée est effectuée sur le site d'exploitation àla surface de l'eau, avant immersion. 7) Plateforme selon lSune quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le lestage de l'embase est effectué en partie ou en totalité en surface et en partie ou en totalité au fond après mise en place définitive. 8) Plateforme selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant un ou plusieurs mats de grande hauteur destinés à recevoir notam- ment les torchères, antennes, feux de tanisage et autres équipements, carac térisée en ce que ces mats sont disposés pendantletransport, le long ou dans la structure métallique tubulaire. 9) Plateforme selon la revendication 8, caractérisée en ce que les dits mâts sont mis en place avant ou lors de l'immersion, soit par translation, soit par rotation autour d'un axe d'articulation. 10) Plateforme selon la revendication 4, caractérisée en ce quela surface externe dudit élément tubulaire et les surfaces internes des parties de la structure métallique tubulaire à assembler sont pourvues d'aspérités, pouvant être constituées par des hélices en acier soudées sur les parois. 11) Plateforme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'embase comporte plusieurs réservoirs pouvant être utilisés pour le stockage d'hydrocarbures.