Brevet FR2468819A1 — publié le 19810508

NETRODE DE REPARATION DE CANALISATIONS SOUS-MARINES Selon cette méthode, on relève en surface les deux extrémités saines de la canalisation sectionnée avec deux supports navals distincts, l'un pour une extrémité, le second pour lsautre extrémité.On soude une surlongueur à l'une des extrémités en reprenant la pose jusqutau croisement des deux supports navals, puis loon raccorde alors à ces deux extrémités une boucle fermée pourvue d'articulations flexibles L2ensemble est en- suite réimmergé en soumettant en permanence les deux extrémités à une force de traction axiale La canalisation réparée ntest donc pas restaurée dans son état antérieur mais comporte une boucle fermée. La réparation des canalisations sous-marines en eau profonde est une opération difficile et encore mal résolue qui ralentit le développement et la mise en production de puits offshore, et qui recule à moyen terme la construction de grands réseaux de distribution au travers des mers. Les risques de dégradation des canalisations sont multiples : d'abord, par corrosion lorsque, pour une quelconque raison, le revêtement protecteur.a été localement arraché et que, par exemple, une réaction galvanique soit créée par le contact des ferrailles du revietement en béton contre la canalisation ; ensuite, par des raisons purement mécaniques ou dtabrasion résultant d'accrochages par ancre ou par chalut à partir d'un navire, etc... Le travail à grande profondeur dtimmersion soulève des problèmes technologiques difficiles, combien même les solutions de réparations suivent des principes relativement simples.Nous ne parlerons pas de réparations de canalisations dans des profondeurs de- quelques dizaines de mètres d'eau où par le biais de cloches à plongeur et de moyens de levage stables, on transpose pratiquement les techniques de réparations terrestres à un milieu marin : sectionnage du pipe, usinage et nettoyage des extrémités, rabouttage d'un élément mis à longueur et soudage. Dès que lton descend à des profondeurs plus importantes, si les principes d'une réparation n1 ont pas changé, ctest-à-dire qu'il s1 agit toujours de remplacer le tronçon défectueux par un élément sain similaire, par contre, leur mise à exécution devient fort délicate. Avec l'augmentation de la profondeur, lthomme devient rapidement impuissant à une intervention manuelle même mineure -mise à part le soudage- et les opérations multiples de manutention tant sur le pipeline que sur les divers outils annexes et autres positionneurs seront effectuées à distance, télécommandées souvent, à partir d'un support naval mobile non rigidement fixé au sol et pour cause, soumis aux conditions de la mer.Le roule de l'homme devient celui dtun observateur et, au mieux, d'un aide. Toutes les forces à mettre en oeuvre devront prendre appui soit sur le sol par l'intermédiaire de structures adéquates, soit sur la canalisation elle-m#me, ce qui implique le développement d'un arsenal d'outils. Les manutentions et interventions sur les canalisations impliquent toute une série d'opérations élémentaires délicates : le tronçonnage de la partie endommagée, la préparation des extrémités de cette partie endommagée, à commencer par la dépose du rev#tement, 11 élimination des corps étrangers adhérant sur la canalisation, l'usinage de précision du chanfrein ; puis, l'alignement des deux extrémités qui devront être réunies par un tronçon neuf ; et encore la descente d'un tronçon, sa mise à longueur, son ajustement, son bridage sur les extrémités et, enfin, son soudage. L'intervention des plongeurs se limite et se réduit progressivement au contrôle et au guidage des opérations de manutention, à ltobservation du bon déroulement des manoeuvres.Finalement, la seule opération où leur intervention opérationnelle reste effective se limite au soudage. Ces interventions sont extrêmement longues et conteuses à commander à partir d'un navire de surface. Les séquences de décompression des plongeurs sont très longues, et les risques d'accident sont réels. Enfin, les plongeurs ne sont plus opérationnels11industrielle- ment" au-dessous de 300 mètres. Des recherches sont actuellement entreprises pour définir des moyens qui permettraient d'effectuer ces réparations à l'aide de dispositifs entièrement automatisés, avec lîéventuelle participation de robots, etc... grâce auxquels on s'affranchirait du facteur humain et on parviendrait à des profondeurs allant bien au delà de la limite fatidique des 300 mètres. Des engins submersibles, habités ou non, viennent, ici, remplacer les plongeurs. Toutefois, rien de fiable n'a jamais été démontré du fait de l'infinie variété des conditions locales : telles opérations de nettoyage, dtéli- mination d'un obstacle, de dépose du revêtement en béton par exemple, etc..., qui ne seraient même pas ltobjet d'une observation -à terredeviennent insolubles. L'automatisme intégral est parfaitement adapté sans doute pour des opérations identiques ou très similaires et répétitives ; mais ici rien de tel, les conditions locales sont très variai bles depuis la nature des sols, les incrustations sur les pipes, etc... La mise au point d'outils universels convenables et fiables réclamera des investissements considérables et des expériences multiples. L'assemblage d'un tronçon de remplacement, venant restaurer la canalisation initiale, se fait en général par soudage. Il est toutefois envisagé de recourir également à des technologies utilisées pour le raccordement de risers où l'on utilise des raccords mécaniques étanches :rotules et joints qui viennent se placer et sont bridés à distance sur les extrémités préparées des canalisations déjà en place. Toutefois, ici encore, le dégagement des extrémités, leur nettoyage, la dépose du revêtement et l'usinage précis des portées de joints d'étanchéité haute pression sont des problèmes majeurs. Pour des profondeurs inaccessibles aux plongeurs, il nty a pas à ce jour de procédés éprouvés de réparation, tant et si bien que la seule technique réaliste est de remonter l'une des extrémités et de reprendre la pose du pipeline en abandonnant aux abysses l'autre moitie de la canalisation. La présente invention concerne une méthode de réparation de canalisations sous-marines, qui ne requiert pas la présence de plongeurs , qui convient aux canalisations immergées en eau profonde où sont éliminés les aléas dtintervention en immersion. Selon cette méthode, on relève en surface les deux extrémités saines de la canalisation sectionnée, avec deux supports navals distincts, on qoude une sur-longueur à l'une des extrémités en reprenant la pose, et ce, jusqu'au croisement d s deux supports navals, on raccorde alors les deux extrémités par une boucle fermée pourvue d'articulations flexibles, puis les deux extrémités sont déposées sur le fond comme lors d'une opération d'abandon, par écartement progressif des deux supports navals. Dans le meme temps, on accompagne la descente de la boucle dont les branches couvrent en réponse à ltécartement progressif des extrémités. La présente invention est explicitée dans les dessins représentant la séquence des interventions. Sur le premier schéma, on a supposé que la canalisation avait uniformément flambé (collasse) entre deux arrêtoirs de flambage (buckle arrestors), distants d'une centaine de mètres (tronçon AB). Dans une phase préliminaire, le tronçon écrasé aura été sectionné au niveau des deux arrêtoirs de flambage, puis éventuellement été évacué à distance. Une des extrémités est alors saisie par une pince 10 reliée au premier support naval. Nous ne nous attarderons pas ici sur la conception de cette pince, non plus que de savoir si on saura ou non introduire plusieurs bouchons d'obturation dans la canalisation pour faire une chasse d'air et alléger ainsi ladite canalisation pendant l'opération de relevage. La première moitié de la canalisation est alors progressivement remontée -constamment tendue- jusqu'au support naval qui recule progressivement (schéma) Elle est alors saisie sur le support naval et l'on procède au raccordement d'une sur-longueur en reprenant en quelque sorte les opérations normales de pose d1une canalisation (voir schéma ). Parallèlement, on aura procédé à la préhension de l'autre extrémité et à sa remontée jusqu'au second support naval. La sur-longueur qui a été raccordée est telle que les deux supports navals se sont croisés, l'un allant dans une direction, l'autre dans la direction opposée (schéma t). Les extrémités sont alors coupées proprement, réusinées, nettoyées, débarrassées du revêtement, préparées aux meilleures conditions de soudage. On procède alors au raccordement d'une boucle préfabriquée (ou épingle à cheveu) comprenant des portions rectilignes de canalisations, des coudes et des raccords flexibles tubulaires résistant à une pression extérieure (tels, par exemple, les tubes Coflexifs bien connus). Après soudage et contrôles de cette grande épingle en flottaison à lthorizontale, les deux supports navals s'éloignent l'un de l'autre en procédant progressivement à l'abandon des deux extrémités toujours maintenues en tension à partir des supports navals correspondants. La tension constamment exercée sur les filins liés aux pinces serrées sur les extrémités du pipeline prévient le flambage-pincement de ceuxci. Pendant cette descente du pipeline, la boucle de raccordement s'ouvre au fur et à mesure et compense ainsi par sa déformation ltélargis- sement de l'écart entre les deux extrémités. Les raccords flexibles encaissent les variations angulaires des tronçons rigides de l'épingle à cheveu (ou boucle). La boucle descend horizontalement en synchronisation de la descente des deux extrémités. Elle est éventuellement soutenue par des flotteurs et des ballastes de façon à ce que soient contrôlés à chaque instant les efforts transversaux exercés sur les extrémités. Elle est assistée dans sa descente par des navires de surface. On voit que la canalisation, une fois déposée sur le fond, nta pas été restaurée dans sa configuration primitive : elle possède une boucle complète où le pipeline effectue une rotation de 3600 avant de reprendre sa direction primitive. Dès lors que la canalisation réparée a été déposée sur le fond, on libère les pinces par des dispositifs connus de commande par transpondeurs, et l'on procède éventuellement à l'ensouillage en recouvrant la boucle de matériaux divers. Sur la figure 3, est représentée en plan la phase où la boucle flexible est reliée aux canalisations 1 et 2 à partir des plateformes semisubmersibles b et a respectivement. Cette boucle est équipée de flotteurs 4 destinés à lui conférer un faible poids apparent immergé. Elle est maintenue allongée par les remorqueurs 5. Lors de l'immersion de la canalisation réparée, les barges de pose a et b s1 éloignent selon les flèches correspondantes en tirant sur les canalisations 1 et 2. Une déposée sur le sol, la boucle affecte la géométrie représentée sur la figure 4 : elle compense par son ouverture les surlongueurs qui auront été rajoutées à la canalisation 1 ; cette compensation s'effectue par la déformation des raccords 6, 7, 8 et 9 souples. Sur les figures 5 et 6, est représentée I1 implantation du chantier de raccordement sur la barge semi-submersible. Un plateau de travail 22 a été fixé à la semi-submersible 25. La canalisation 1 est maintenue par une pince 11 dont une flasque de prolongement 12 est reliée par des filins 13 au cabestan 14. Le raccord de canalisation souple 15, résistant à la pression, a été antérieurement soudé à la canalisation 1 à l'intérieur de l'atelier 23. Il s'agit maintenant de souder la boucle 18 pourvue de flotteurs 19. Cette boucle est tirée par une rampe 20 avec le treuil 16 à l'intérieur du chantier protégé 17 où sera effectuée la soudure. Après soudage et contrôle, la boucle s'échappe latéralement de la plateforme de travail 22 et de la rampe 20 lorsque la barge s'éloigne de la canalisation 1. Cette canalisation 1 est constamment maintenue en traction par le contrôle des cabestans 14. Revendication 1 Méthode de réparation de canalisations sous-marines, immergées à grande profondeur, où l'on substitue au tronçon détérioré une canalisation formant une boucle flexible complète, la canalisation revenant en arrière pour reprendre ensuite sa direction initiale. Revendication 2 Méthode de réparation selon la revendication 1 caractérisée en ce que les deux extrémités de la canalisation sectionnée sont remontées à la surface sur deux supports navals distincts, qu'elles sont constamment maintenues en traction, en ce qu'une sur-longueur est rajoutée à l'une des extrémités jusqutà ce que les deux supports navals distincts se croisent, dans leurs déplacements en sens contraire, en ce qu' une canalisation constituant une boucle articulée est alors soudée aux deux extrémités, et que l'ensemble est enfin réimmergé alors que les deux extrémités restent en permanence soumises à une force de traction axiale dirigée dans des sens opposés. Revendication 3 Méthode de réparation selon la revendication 2 où la boucle est pourvue de flotteurs lui conférant un poids apparent immergé réduit. Revendication 4 Chantier de réparations comprenant un plateau de travail disposé à l'extrémité de la barge, avec 2 chantiers d'assemblage distincts, l'un pour le raccord souple résistant, chantier situé dans l'axe de la barge ; le second pour la boucle de raccordement et disposé transversalement au premier une rampe transversale reliée à ce plateau de travail et destinée à soutenir la boucle dont l'extrémité est émergée pour le soudage ainsi que des moyens de préhension du pipeline, des moyens d'alignement des pièces à raccorder et des moyens de bridage situés dans les 2 chantiers d'assemblage.