Brevet FR2474432A1 — publié le 19810731

L'invention concerne les dispositifs d'ancrage pour tige d'ancrage marine. On connaît déjà divers procédés permettant de fixer en place les tiges de plateformes de forage en mer et au- tres, et l'invention a pour but de créer un dispositif nouveau et perfectionné d'ancrage de tiges en mer, ce dispositif pouvant se démonter et se remonter facilement suivant les besoins, cha- que fois que cela est nécessaire. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'ancrage pour tige d'ancrage marine, s'utilisant avec une cham- bre d'ancrage, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un collet creux segmenté formant ressort et comportant une cavité intérieure agrandie au voisinage de son extrémité, une section intermédiaire se réduisant en largeur entre la cavité et un pas- sage creux du collet, un bouchon de blocage monté dans le passage creux et comportant une extrémité de largeur agrandie destinée à venir se loger, dans une première position, à l'intérieur de la cavité agrandie, et des moyens permettant de faire passer le bouchon de sa première position à une seconde position dans la- quelle il vient s'engager dans la section intermédiaire pour provoquer l'écartement du collet et le blocage de celui-ci dans la chambre d'ancrage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit d'un exemple, non limita- tif de réalisation représenté sur les dessins ci-joints, dans lesquels: la figure 1 représente le dispositif d'ancrage selon l'invention, pénétrant partiellement dans la chambre d'an- crage, - las figures 2 et 3 sont des vues en coupe du dispositif d'ancrage dans différentes positions relatives par rapport à la chambre d'ancrage, la figure 4 représente en coupe une variante de réalisation de l'invention. Sur les dessins, la tige d'ancrage en mer 1 est munie d'un collet creux segmenté 2 formant ressort, la surface extérieure de ce collet étant élargie vers l'extérieur en 3 au voisinage de son extrémité,de manière à former une ca- vité agrandie 4 à l'intérieur de ce collet 2. Une section in- termédiaire 5 de forme tronconique est prévue entre la cavité 4 1.- et un passage creux 6 du collet. Un bouchon de blocage 7 (re- présenté sur la figure 1 en position basse, ou première posi- tion, à l'intérieur de la cavité 4) comporte une partie tron- conique 8 s'adaptant facilement dans la section 5. Un rebord 9 est prévu à l'extrémité du collet 2 pour empocher le bouchon de blocage 7 de sortir du collet lorsqu'il se trouve dans sa première position ou position basse indiquée ci-dessus. Une lèvre 10 (plus facilement visible sur les figures 2 et 3) est prévue pour empêcher le bouchon 7 de quitter sa seconde position, représentée sur les figures 2 et. 3, pour revenir vers sa première position. Le bouchon de bloca- ge 7 est muni d'un piston 11 pénétrant dans un cylindre 12 mé- nagé dans un passage creux 6A du collet, au-delà du bouchon de blocage. La chambre d'ancrage comprend une partie de chambre 13, une partie de col 14 et une partie tronconique 15 entre la partie de chambre 13 et la partie de col 14. Au-delà de la partie de col 14, se trouve un cône d'entrée 15A. le fond de la chambre est muni d'un siège conique 16 et d'une cheville de butée 17. En cours d'utilisation, le collet 2 est guidé par le cône 15A de manière à pénétrer dans la chambre 13 en passant par la partie de col 14 (voir figure 1). Le collet 2 peut être légèrement comprimé pendant son passage à travers le col et l'on remarquera que le bord inférieur du collet 2 est chanfreiné pour aider le guidage de celui-ci dans la partie de col 14. Ce collet 2 est poussé vers le bas à l'intérieur de la chambre, Jusqu'à ce que la cheville 17 vienne en contact avec la face d'extrémité du bouchon de blocage 7 et le pousse de sa première position de la figure 1 à sa seconde position de la figure 2. Dans sa seconde position, le bouchon 7 vient s'ap- puyer contre la surface du passage 6 et provoque l'ouverture du collet par écartement de ses segments. La position de fixa- tion est représentée sur la figure 3, et dans cette position, une tension est appliquée à la tige d'ancrage 1 de façon que la partie en saillieextérieure 3 du collet 2 se trouve piégée dans la chambre d'ancrage. Pour libérer le dispositif d'ancrage, il faut supprimer la tension appliquée à la tige d'ancrage et laisser le 2.- 3.- 2474432 collet se déplacer vers le fond de la chambre 13. Le siège 16 s'engage alors contre l'extrémité du collet 2 et ouvre un peu plus celui-ci de façon que les lèvres 10 permettent au bouchon de blocage 7 de se déplacer, sous l'action de la pression hy- draulique appliquée au piston 11, en direction du fond de la cavité 13, pour reprendre sa première position décrite ci-dessus. Le collet 2 revient alors élastiquement en position de fermeture, ce qui permet de le faire passer à travers le col 14 pour re- tirer la tige d'ancrage 1 de la chambre d'ancrage. Dans la forme de réalisation décrite ici, le bouchon 7 est poussé par la cheville de butée 17 pour passer de sa première à sa seconde position. On remarquera qu'on peut uti- liser des moyens de manoeuvre hydrauliques, pneumatiques ou mé- caniques pour faire passer le bouchon 7 de sa première à sa se- conde position en l'absence de la cheville de butée 17. De la même façon, on peut se passer de la lèvre 10 utilisée dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, lorsqu'on utilise des moyens de manoeuvre du bouchon 7 permettant de fixer celui-ci dans sa seconde position. Enfin, le rebord 9 peut également 8tre supprimé si les moyens de manoeuvre sont conçus de manière à empocher le bouchon 7 de se déplacer au-delà de sa première position pour sortir du collet. Dans une autre forme de réalisation, le bouchon 7 est muni de moyens de manoeuvre mécaniques pouvant, dans une forme de disposition possible, être constitués par une crémail- lère montée sur le bouchon à la place du piston 11 et par un le- vier denté pivotant monté sur le collet 2 de manière à venir en prise avec la crémaillère pour faire passer, à volonté, le bouchon de sa première à sa seconde position. On remarquera qu'un dispositif d'ancrage pour tige d'ancrage marine selon l'invention, peut par exemple, com- porter un collet muni d'une cavité conique se rétrécissant géné- ralement à partir de l'extrémité du collet. Le bouchon présente alors une extrémité conique conçue de manière à s'adapter à ltin- térieur de la cavité. Dans la première position du bouchon 7, les dimensions et la disposition de cl bouchon sont généralement prévues de façon qu'il ne dilate pas l'extrémité du collet en écartant les segments de celui-ci. Lorsque le bouchon 7 passe dans sa seconde position, la surface conique extérieure de celui-ci s'engage contre la surface intérieure conique de la 4.- 2474432-; cavité du collet, de manière à dilater l'extrémité de celui-ci en écartant ses segments. Un tel dispositif d'ancrage peut 9tre utilisé avec la chambre 13 représentée sur les figures 1 à 3, ou encore, si l'on préfère, avec une chambre d'ancrage de forme générale conique. Lorsque le dispositif d'ancrage a complètement pénétré dans la chambre d'ancrage conique, on peut faire passer le bou- chon de sa première position à sa seconde position, jusqu'à ce que le collet vienne se bloquer dans la chambre pour former une fixation solide entre le collet et la chambre. Dans toutes les formes de réalisation de l'inven- tion, on remarquera qu'on utilise des dispositifs d'ancrage li- bérables. Cela signifie qu'on peut, par exemple, accrocher soli- dement une plateforme de forage à des points d'ancrage données, puis libérer de temps en temps cette plateforme par une opéra- tion relativement facile, et la refixer ensuite à volonté. Sur la figure 4, on utilisera les mémes référen- ces pour désigner les mémes parties que celles des figures 1 à 3. Le col 14 de la chambre 13 est muni d'un manchon glissant 21 se prolongeant à son extrémité inférieure par un collet élasti- que 22 terminé par un anneau de charge 23. Un second manchon 24 s'adapte étroitement dans le manchon 21, de manière à pouvoir glisser à l'intérieur de celui-ci. Ce second manchon 24 entoure, à son extrémité supérieure, la tige d'ancrage 1, et porte un anneau de blocage intermédiaire 26 destiné à venir s'engager sur l'anneau de charge 23 et sur une partie en saillie extérieu- re 3 du collet 2 de la tige d'ancrage 1. La cheville de butée 17 est fixée à l'extrémité inférieure du manchon 24. En cours d'utilisation, on introduit le manchon 21 dans le col 14 de la chambre, un rebord 21A de son extrémité supérieure limitant le mouvement vers le bas. On fait alors glis- ser le manchon 24 vers le bas pour l'amener dans la position de la figure 4. On abaisse alors la tige d'ancrage 1 dans la chambre, jusqu'à ce que le bouchon 7 (représenté sur les figu- res 1 à 3) soit poussé vers le haut pour dilater le collet élas- tique 2. On fait alors remonter la tige d'ancrage 1 jusqu'à la position de la figure 4 dans laquelle l'anneau de blocage 26 vient en contact avec la partie 3. Tout mouvement ultérieur vers le haut produit par une tension appliquée à la tige d'ancrage, tire de force les deux manchons 21 et 24 vers le haut, jusqu'à 2474432; ce que l'anneau de charge 23 s'engage sur la partie 15 du col 14, le dispositif d'ancrage est alors complètement bloqué en place. Pour libérer ce dispositif d'ancrage, on supprime l'effort de traction appliqué à la tige d'ancrage et l'on abais- se le bouchon 7 (comme décrit ci-dessus sur les figures 1 à 3) de manière à pouvoir retirer la tige d'ancrage 1.Dans le cas o cette opération ne permet pas de libérer le dispositif d'ancrage, on pousse le manchon 21 de force vers le bas (jusqu'à la posi- tion de la figure 4) et on le maintient en position basse par des moyens, non représentés, pour appliquer ensuite à la tige d'ancrage une tension permettant d'extraire le dispositif d'an- crage en même temps que le manchon 24 en forçant le collet 22 à s'ouvrir. la forme de réalisation de la figure 4 fournit ainsi un second processus de libération du dispositif si le premier processus ne donne pas de résultat. On remarquera qu'on a décrit ci-dessus diverses surfaces tronconiques d'interaction. Dans l'un ou plusieurs des cas ci-dessus, ces surfaces peuvent, par exemple, présenter une section de forme générale circulaire et/ou être constituées par des anneaux fixés aux parties inférieures du bouchon 7, du col- let 2 ou autres, suivant les besoins, pour obtenir, comme décrit cidessus, les caractéristiques voulues d'interactions libérables entre les différentes surfaces. 6.- 2474432 REVBNDICATIONS R E V E N D I C A X I 0 N S 1.- Dispositif d'ancrage pour tige d'ancrage ma- rine (1), s'utilisant avec une chambre d'ancrage (13), disposi- tif caractérisé en ce qu'il comprend un collet creux segmenté (2) formant ressort et comportant une cavité intérieure agrandie (4) au voisinage de son extrémité, une section intermédiaire (5) se réduisant en largeur entre la cavité (4) et un passage creux (6) du collet, un bouchon de blocage (7) monté dans le passage creux (6) et comportant une extrémité de largeur agrandie (8) destinée à venir se loger, dans une première position, à l'inté- rieur de la cavité agrandie (4), et des moyens permettant de fai- re passer le bouchon (7) de sa première position à une seconde position dans laquelle il vient s'engager dans la section inter- médiaire (5) pour provoquer l'écartement du collet (2) et le blocage de celui-ci dans la chambre d'ancrage (13). 2.- Dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section intermédiaire (5) est de forme tronconique et en ce que le bouchon (7) comporte une par- tie tronconique (8) s'adaptant facilement dans la section inter- médiaire (5) lorsque le bouchon (7) se trouve dans sa première position. 3.- Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le collet (2) comporte sur sa face intérieure au voisinage de la section in- termédiaire (5), une lèvre (10) destinée à venir s'engager sur la face d'extrémité du bouchon de blocage (7) lorsque celui-ci se trouve dans sa seconde position. 4.- Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le collet com- porte, à son extrémité, un rebord en saillie intérieure (9) des- tiné à venir s'engager sur la face d'extrémité du bouchon de blocage (7) lorsque celui-ci se trouve dans sa seconde position. 5.- Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il utilise des moyens hydrauliques ou pneumatiques (11, 12) pour faire passer le bouchon de blocage (7) de sa seconde position à sa première position. 6.Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bouchon de blocage (7) comporte un piston (11) à son extrémité opposée à 7.- 2474432 celle décrite ci-dessus, et en ce que le passage creux est con- çu ou équipé de manière à comporter un cylindre (12) coopérant avec le piston (11) pour former des moyens hydrauliques ou pneumatiques. 7.Dispositif d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, destiné à être utilisé dans une cham- bre d'ancrage comportant une partie de col (14) et une section tronconique (15) comprise entre une partie de chambre (13) et la partie de col (14), dispositif caractérisé en ce que la par- tie extérieure du collet comporte une surface extérieure tron- conique destinée à venir s'appuyer contre la section tronconi- que (15) lorsque le bouchon de blocage (7) se trouve dans sa seconde position. 8.- Dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un premier manchon glissant (21) dans le col (14) de la chambre d'ancrage, ce manchon (21) comportant un collet élastique (22) muni d'un anneau de charge (23) à son extrémité inférieure, le collet pouvant se dilater pour se bloquer en position supérieure dans la chambre d'ancrage (13) lorsqu'une tension est appliquée à la tige d'ancrage (1), et un second manchon (24) glissant à l'intérieur du premier man- chon (21) en entourant le collet segmenté élastique creux (22) pour venir buter contre un anneau de blocage (26) s'engageant entre l'anneau de charge (23) et les parties extérieures de la section intermédiaire, l'anneau de charge (23) pouvant être poussé de force vers l'extérieur pour libérer l'anneau de blo- cage (26) lorsque le premier manchon glissant (21) est en posi- tion basse. 9.- Dispositif d'ancrage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le second manchon s'étend au-delà de l'anneau de blocage (26) de manière à supporter et à fixer en place une cheville de butée (17) destinée à faire passer le bouchon de blocage (7) de sa première à sa seconde positions lorsqu'on pousse le dispositif d'ancrage vers le fond de la chambre d'ancrage (13).