Brevet FR2482040A1 — publié le 19811113

L'invention concerne un dispositif d'ancrage en mer pour une structure flottante légère devant pouvoir être déplacée en cas d'impact ou de risque d'impact avec un corps extérieur, et comportant une conduite de transfert de fluide entre le fond de la mer et la structure flottante. On rencontre ces conditions avec une structure flottante, telle qu'un poste de chargement ou une torchère, située dans un secteur navigable ou en zone arctique peuplée d'icebergs. Les structures lourdes telles que les plateformes de forage et de production sont généralement à positionnement dynamique et les liaisons de transfert de fluide avec les installations situées au fond# de la mer sont déconnectables au pied de ces liaisons, c'est-à-dire au fond de la mer, Il n'existe pas, par contre, de solution propre aux structures légères, On a jusqu'ici simplement envisagé de les regrouper autour d'une structure lourde au moyen de liaisons rigides telles que des mats ou de liaisons articulées ou souples, la structure lourde ou principale possédant des moyens de positionnement dynamique et ayant des liaisons de transfert de fluide avec le fond qui se déconnectent au fond. Mais cette solution limite les capacités de production car elle exige des organes accessoires et pesants qui réduisent le poids utile sur la structure principale. L'invention se propose de fournir une solution au problème énoncé plus haut, adaptée à des structures flottantes légères. Un objet de la présente invention est ainsi un dispositif d'ancrage en mer pour une structure flottante légère, comprenant une conduite qui, solidaire a son extrémité inférieure du sol marin et liée à son extrémité supérieure à un tronçon de conduite fixé sur la structure flottante, par l'intermédiaire d'un organe de connexion deconnectable, sert, lorsque l'organe de connexion est connecté, à la fois de moyen de transfert de fluide et de moyen d'ancrage, dans lequel au moins un lien, du genre cabale, corde ou chaîne, est disposé entre ladite extrémité supérieure et ladite structure flottante par l'intermédiaire d'un dévidoir monté sur cette structure flottante. Avec cette disposition, lorsque l'organe de connexion est déconnecté, la structure flottante peut se déplacer tout en restant attachée à ladite conduite par ledit lien. Celui-ci se déroule de la quantité voulue pour permettre le déplacement de la structure flottante. Lorsqu' on ramène ensuite la structure flottante en place, il suffit d'enrouler à nouveau ledit lien pour rapprocher l'extrémité supérieure de ladite conduite d'avec la structure flottante et pouvoir reconnecter l'organe de connexion Le dévidoir est avantageusement constitué par un tambour freiné ou un tambour associé à un organe relàchable de retenue du lien, par exemple à frottement et à commande par vérin, Un autre objet de l'invention consiste en ce que des moyens de guidage coopèrent avec ledit lien pour assurer, lors de la remontée de ladite conduite, l'alignement de l'extrémité supérieure de celle-ci avec ledit tronçon de conduite. Ces moyens peuvent notamment consister en plusieurs liens disposés symétriquement autour de ltextrémité supérieure de la conduite et s'enroulant sur des tambours identiques disposés symétriquement sur la structure flottante et entraînés en parallèle. En particulier, l'invention prévoit d'accrocher latéralement deux liens à l'extrémité supérieure de la conduite symétriquement par rapport à l'axe de cette extrémité et à les enrouler sur deux tambours parallèles, disposés à la même distance de l'axe du tronçon de conduite et entralnés en parallèle. De préférence, lorsque les liens sont complètement enroulés sur les tambours, le plan vertical des portions de liens comprises entre ladite extrémité supérieure et les tambours comprend au moins approximativement l'axe dudit tronçon de conduite fixé sur la structure flottante, cette dernière disposition évitant l'installation de poulies de renvoi. Dans le cas où la structure flottante est une torchère dans laquelle ledit tronçon de conduite est muni d'ouvertures d'entrée d'air, on peut fixer le lien en bout de ladite extrémité supérieure, le faire passer dans ledit tronçon de conduite, le faire sortir par une ouverture d'entrée d'air et le faire enrouler sur un tambour par l'intermédiaire de poulies de guidage. On peut aussi, avec un seul lien attaché en bout de ladite conduite et dans l'axe de celle-ci, prévoir à l'extrémité supérieure de celle-ci deux branches latérales symétriques dans lesquelles débouche ladite conduite, tandis que ledit tronçon de conduite comporte à son extrémité inférieure deux branches correspondantes analogues, le raccordement de ladite conduite audit tronçon de conduite se faisant par des connecteurs montés sur les branches se correspondant de ladite conduite et dudit tronçon de conduite. Un seul lien peut aussi etre accroché a ladite conduite, de manière que le lien soit en position excentrée par rapport à l'axe de l'extrémité supérieure de conduite tandis que cette extrémité se présente, lors de la remontée de la conduite, en face dudit tronçon de conduite. Un autre moyen de guidage selon l'invention consiste en un levier coudé avec un point d'appui situé entre deux bras dont un premier bras est entraîné par un arrêtoir porte par le lien près de ltextrémité inférieure de celui-ci et us deuxième bras entraîne l'extrémité supérieure de ladite conduite. Le premier bras porte avantageusement à son extrémité libre une poulie de guidage du lien, poulie qui se trouve donc déplacée en meme temps que ce premier bras est entraîné par l'arrêtoir. On peut également prévoir un dispositif de guidage actif mis en oeuvre lorsqu'on détecte l'arrivée de l'extrémité supérieure de ladite conduite à un certain niveau lors de sa remontée. On peut en outre prévoir un système d'orientation actif ou passif de la conduite par rapport à la structure flottante. Un pbjet de l'invention est encore de faciliter la reconnexion d'un organe de connexion à enclenchement vertical en prévoyant sur ledit tronçon de conduite un prolongement évasé vers le bas qui assure le guidage de ladite extrémité supérieure de conduite. On va décrire, à titre non limitatif, des exemples de réalisation de l'invention en se référant au dessin joint dans lequel - les Figures 1 et 2 représentent des vues en élévation d'une structure flottante, respectivement en période normale, lors de l'approche d'un iceberg et lors de l'entratnement par l'iceberg - les Figures 4, 5 et 6 représentent des vues en élévation d'une structure flottante, respectivement pendant qu'elle est écartée d'un iceberg en dérive se dirigeant vers elle, pendant le passage de l'iceberg et lorsqu'on s'apprête à effectuer la reconnexion - les Figures 7 et 8 représentent respectivement en plan et en élévation une vue, à plus grande échelle, de l'extrémité supérieure de la conduite et du dévidoir - et les Figures 9 à 13 représentent en élévation, diverses positions successives d'un mécanisme de guidage de la conduite permettant d'utiliser un seul lien et d'obtenir cependant un alignement de ladite conduite avec ledit tronçon de conduite. Sur la Figure 1, on voit une embase 1 fixée sur le fond 2 de la mer 3 et une structure flottante légère 4 reliée à l'embase 1 par une conduite flexible 5 qui sert à la fois de moyen de transfert de fluide entre l'embase 1 et la structure flottante 4 et de moyen d'ancrage pour la structure flottante 4. Sur la Figure 2, on retrouve les mêmes éléments avec, en plus, un iceberg 6 qui dérive en s'approchant de la conduite 5 selon la flèche 7.Sur la Figure 3, on voit que l'iceberg 6 a heurté la conduite 5 et a entraîné, par sa poussée, cette conduite 5 et la structure flottante 4, ce qui a provoqué la déconnexion de la conduite 5 d'avec un tronçon de conduite 8 (visible sur les Figures 7 et 8) fixé sur la structure flottante 4 et pouvant être par exemple un conduit de torchère, ainsi que le dévidement de deux câbles 9 et 10 qui, sur les Figures 3 à 6, ont été représentés sous la forme d'un seul câble 9 et qui, comme le montrent les Figures 7 et 8, se déroulent de deux tambours parallèles et identiques 11 et 12 munis de freins 13 et 14. Ces freins sont soit à tension limite, soit à commande directe ou à distance. Si l'iceberg 6 heurte la structure flottante 4, au lieu de ou en même temps que la conduite 5, le résultat obtenu est le même :la traction exercée par la conduite 5 s'accroît et déclenche la connexion entre la conduite 5 et le tronçon de conduite 8, ce qui entraine le dévidement des câbles 9 et 10. Ainsi, l'iceberg peut passer sans endommager la structure flottante 4 et l'on peut ensuite aisément récupérer la conduite 5 et la reconnecter au tronçon 8. Il est toutefois préférable d'éviter l'impact de l'iceberg, les Figures 2 et 3 correspondant au cas où l'on a été surpris par l'arrivée d'un iceberg ou incapable de déplacer la structure flottante en temps utile. Dans le cas de la Figure 4, au contraire, avant l'impact de l'iceberg 6 sur la structure flottante 4 ou la conduite 5? on a pu déconnecter la conduite 5 d'avec le tronçon 8, dévider les câbles 9 et 10, la conduite flexible 5 reposant en partie sur l'embase 1 et le fond marin 2, et déplacer la surface flottante 4 vers l'arrière du plan de la figure, au moyen d'un navire de service 15 visible sur les Figures 5 et 6. On voit sur la Figure 5 que l'iceberg passe à l'avant de la figure sans heurter la surface flottante 4 ni la conduite 5.Sur la Figure 6, après passage de l'iceberg, le navire 15 a ramené la structure flottante 4 au dessus de l'embase 1 et les câbles 9 et 10 sont enroulés pour rapprocher l'extrémité supérieure de la conduite 5 de l'extrémite inférieure du tronçon de conduite 8 (Figure 8) et pour pouvoir recon necter la conduite 5 et le tronçon de conduite 8. Le connecteur qui relie la conduite 5 et le tronçon 8 est avantageusement un connecteur à reconnexion rapide, de préférence automatique par rapprochement d'un élément mâle 16 avec un élément femelle 17, éléments que l'on a représentés très schématiquement sur la Figure 8 car ils sont bien connus en euxmêmes, La déconnexion s'effectue soit automatiquement pour une tension maximale, soit par commande directe ou à distance. L'élément femelle 17 se prolonge vers le bas par une large portion évasée 18 assurant un guidage de l'élément mâle 16. Une vanne d'obturation 19, placée sous l'élément mâle 16, est actionnée par,le contact entre les éléments 16 et 17 de manière à être ouverte lorsque ces éléments sont connectés et à être fermée lorsqu'ils sont déconnectés. Des plongeurs peuvent remplacer l'élément 16 et la vanne 19 en cas de mise hors d'usage. Les câbles 9 et 10 sont attachés sur deux oreilles 20 et 21 portées par l'extrémité supérieure de la conduite 5. Les tambours 11 et 12, qui sont disposés à la même distance de l'axe du tronçon de conduite 8,sont entraînés, lors du réenroulement des câbles 9 et 10, par des moteurs hydrauliques identiques 22 et 23 alimentés, en parallèle, par des conduits 24. Ces moteurs pourraient, bien entendu, être d'un autre type ou être remplacés par des accumulateurs d'énergie. Le plan des deux portions de câbles 9 et 10 comprises entre les oreilles 20 et 21 et les tambours 11 et 12 contient, à la fin du mouvement de remontée de la conduite 5, l'axe du tronçon de conduite 8, comme le montre la Figure 7, ce qui assure l'alignement de l'extrémité supérieure de la conduite 5 avec le tronçon de conduite 8. L'extrémité supérieure de la conduite 5 peut en outre être reliée au reste de celleci par une rotule. On pourrait aussi obtenir cet alignement par un jeu de poulies de renvoi sur lesquelles passeraient les câbles 9 et 10. Dans l'exemple des Figures 9 à 13, la conduite 5 est liée à un seul câble 9 qui, près de l'extrémité supérieure de cette conduite, comporte deux portions accrochées à des axes placés de part et d'autre de la conduite. On ne voit pas ces deux portions sur les figures parce que les traits les représentant sont confondus, mais on voit un des axes d'accrochage 25. Le câble 9 est muni d'un arrêtoir 26. On a disposé une poulie 27 de guidage de câble sur un levier coudé 28 pouvant pivoter autour d'un axe 29 et comportant un premier bras 30 qui porte la poulie 27 et un deuxième bras 31, solidaire du premier, qui se termine par un doigt ou une fourche 32 d'entraînement de la conduite 5. Le premier bras 30 se termine par un bec 34 dans lequel passe le câble 9 mais sur lequel s'arrête l'arrêtoir 26, dans la position représentée sur la Figure 10. A ce moment là, le câble 9 entraîne en rotation le levier 28 dont le deuxième bras 31 se rapproche de la conduite 25 et vient prendre, par le doigt ou la fourche 32, un têton ou une couronne 35 que l'on a représentée seulement sur la Figure 9, les autres figures ayant été simplifiées en ne faisant figurer qu'un têton supposé confondu avec l'axe 25. La Figure 11 montre la position où le bras 31 vient juste de saisir la conduite 5. La Figure 12 montre une position ultérieure où le bras 31 a déplacé la conduite 5 vers la droite de la figure et la Figure 13 montre la position finale dans laquelle la conduite 5 vient se raccorder au tronçon de conduite 8. De préférence, comme on l'a représenté, les bras 30 et 31 sont de longueurs sensiblement égales et forment entre eux un angle obtus. Une butée 36, visible sur la Figure 9, assure le maintien du levier 28 avant que l'arrêtoir 26 n'arrive sur le bec 34, la résultante des efforts appliqués par le câble sur la poulie 27 étant dirigée en-dessous de la ligne 27-29 tracée en pointillé. Il est possible d'orienter l'extrémité supérieure de la conduite en prévoyant par exemple dans le bec 34 un guidage approprié de l'arre- toir 26 dont la forme est alors prévue en conséquence et/ou en prévoyant un guidage approprié de l'extrémité supérieure de la conduite 5 par le bras 31 du levier 28. On remarquera que la poulie 27 pourrait être montée indépendamment du levier 28 si, par exemple, le bras 30 de celui-ci était télescopique et/ou portait un passage pour le câble 9 qui s'étende en direction longitudinale du bras. Ces exemples ne sont donnes qu a titre illustratif, de nombreuses autres dispositions pouvant évidemment être adoptées tout en restant dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. - Dispositif d'ancrage en mer pour une structure flottante légere, comprenant une conduite qui, solidaire à son extrémité inférieure du sol marin et liée à son extrémité supérieure à un tronçon de conduite fixé sur la structure flottante -par l'intermédiaire d'un organe de connexion déconnectable, sert, lorsque l'organe de connexion est connecté, à la fois de moyen de transfert de fluide et de moyen d'ancrage, caractérisé en ce qu'au moins un lien (9, 10) du genre cable, corde ou chaîne, est disposé entre ladite extrémité supérieure de la conduite (5) et ladite structure flottante (4) par l'intermédiaire d'un dévidoir (11, 12, 13, 14) monté sur cette structure flottante. 2. - Dispositif d'ancrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dévidoir est constitué par un tambour (11, 12) muni d'un frein (13, 14). 3. - Dispositif d'ancrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de guidage coopérant avec ledit lien pour assurer, lors de la remontée de ladite conduite, l'alignement de l'extrémité supérieure de celle-ci avec ledit tronçon de conduite. 4. - Dispositif d'ancrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que deux liens (9, 10) sont accrochés latéralement (20, 21) à l'extrémité supérieure de la conduite (5) symétriquement par rap port à l'axe de cette extrémité et s'enroulent: sur deux tambours (11, 12) identiques, parallèles, disposés à la même distance de l'axe du tronçon de conduite (8) et entraînes en parallèle. 5. - Dispositif d'ancrage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'en position enroulée sur les tambours (11, 12), le plan vertical des portions de liens(9, 10) comprises entre l#adite extrémité supé rieure de la conduite (5) et ces tambours, comprend, au moins ap proximativement, l'axe dudit tronçon de conduite (8), 6. - Dispositif d'ancrage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un levier coudé (28) avec un point d'appui (29) situé entre deux bras (30, 31) dont un premier bras (30) est entraîné par un arrêtoir (26) porté par le lien (9) près de l'ex trémité inférieure de celui-ci et dont un deuxième bras (31) entraîne l'extrémité supérieure de ladite conduite. 7. - Dispositif d'ancrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit premier bras (30) porte à son extrémité libre une poulie (27) de guidage du lien (9). 8. - Dispositif d'ancrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tronçon de conduite (8) comporte un prolongement évasé vers le bas (18) qui assure le guidage de ladite extrémité supérieure de la conduite (5).