Brevet FR2476263A1 — publié le 19810821

Il est souvent nécessaire de soulever localement une conduite reposant sur un fond marin, affectée par exemple au transport de produits pétroliers ou de gaz, soit pour effectuer des opérations d'entretien sur cette conduite, soit pour empêcher le contact de la conduite avec une autre conduite disposée au-dessous d'elle, afin d'éviter une usure prématurée que provoquerait un contact sous l'effet du frottement dû aux mouvements engendrés par la mouvance constante des fonds et d'éviter aussi les dégradations par effet galvanique qu'un contact pourrait produire. Le procédé le plus couramment utilisé consiste à amener au-dessus de la conduite à soulever une barge équipée d'une grue puissante ou d'un "souleveur" mécanique, ce qui entraîne un coût élevé. Il est également connu d'utiliser un coussin gonflable inséré sous la conduite avant son gonflage. Cette dernière technique, à laquelle se rattache l'invention, est plus économique mais elle a comme inconvénient de créer un déséquilibre au gonflage se traduisant par un "chenillement" du coussin, c'est-à-dire par un mouvement du coussin se roulant sur lui-même. De plus, en cas de pente du fond marin, la conduite se met en mouvement et il se produit là encore un "chenillement" du coussin. Pour remédier à ces inconvénients l'invention propose un dispositif gonflable comportant des parois souples imperméables à l'air et aux liquides, pour le levage d'une conduite supportée par un fond aquatique, caractérisé en ce que ce dispositif, qui à l'état dégonflé peut être déployé à plat en présentant une configuration à peu près symétrique par rapport à deux axes respectivement longitudinal et transversal, perpendiculaires l'un à l'autre, comprend un réservoir inférieur gonflable, formant coussin, comportant deux compartiments indépendants gonfla bles séparément dont les parois supérieure et inférieure sont, au droit de l'axe transversal, directement réunies l'une à l'autre ou espacées d'une distance faible, ainsi qu'un réservoir gonflable formant vérin, superposé au coussin, dont les parois délimitent un volume de gonflage unique qui peut être alimenté en fluide sous pression par deux orifices de remplissage disposés de part et d'autre de l'axe transversal. Le dispositif, dégonflé, étant disposé à plat sous la conduite, dans une position centrée transversalement, le gonflage,opéré successivement, des compartiments in férieurs et du volume supérieur, permet dans un premier temps de former sous la conduite une sorte de berceau dans le creux central duquel repose et est retenue la conduite, puis de soulever cette dernière qui écrase alors en s'y inscrivant une partie centrale du vérin gonflé, de part et d'autre de laquelle sont formées deux poches latérales exerçant elles aussi une fonction de retenue. En définitive, grâce à l'invention, la conduite est soulevée dans des conditions qui maintiennent constamment entre le dispositif de levage et la conduite un centrage assurant une immobilisation relative dans le plan horizontal, qui supprime les phénomènes de chenillement constatés dans la mise en oeuvre des coussins gonflables connus. Lorsque le fond marin présente une pente l'alimentation indépendante en fluide de remplissage des deux compartiments du réservoir inférieur permet de rattraper les différences de niveau par un surgonflage bien dosé du compartiment situé le plus bas. Pour améliorer l'assiette du coussin inférieur sur le fond marin il est avantageux que les compartiments aillent s'élargissant dans le sens qui s'écarte de l'axe transversal et aient par exemple la forme approximative d'un trapèze dont la petite base coincide avec l'axe trans versal. Quant au réservoir formant vérin il peut avoir une forme rectangulaire. Le dispositif de levage suivant l'invention peut être utilisé soit temporairement pour soulever une conduite pendant la durée d'une opération d'entretien, auquel cas les réservoirs sont gonflés à l'eau, soit définitivement comme assise pour un croisement de conduites, dont l'une doit passer au-dessus de autre sans contact, le gonflage étant alors fait au moyen de coulis de ciment, comme connu en soi. Les parois souples délimitant les réservoirs sont fabriquées à partir de supports tissés,de forte résistance mécanique, enduits d'élastomères ou de plastomères de synthèse et assemblés par vulcanisation à froid ou à chaud, par soudure, ou par couture. L'invention a également pour objet un procédé pour la mise en oeuvre du dispositif décrit ci-dessus, pour le levage d'une conduite subaquatique, caractérisé en ce que, après descente du dispositif sur le fond aquatique, on le déploie sous la conduite à soulever en faisant coincider approximativement l'axe de cette dernière avec l'axe transversal du dispositif, on remplit simultanément au moyen du fluide sous pression les deux compartiments du coussin inférieur, dont la paroi supérieure tend à prendre un profil en V dont la pointe est à peu près à l'aplomb de la conduite avec laquelle le réservoir formant vérin vient en contact, on commence à gonfler le vérin en introduisant simultanément le fluide sous pression à travers les deux orifices de remplissage, puis on achève le gonflage jusqu'à ce que la conduite soulevée par le vérin gonflé ait atteint la hauteur Voulue L'invention sera explicitée de façon purement indi cative au cours de la description qui va suivre, en référence au dessin annexé, dans lequel - la fig. 1 est une vue en plan d'un dispositif de levage gonflable, à l'état dégonflé, déployé à plat; - la fig. 2 est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - les fig. 3 et 4 sont des-vues en coupe longitudinale représentant deux stades successifs du processus de levage d'une conduite; - la fig. 5 est une vue en perspective montrant la mise en place sous une conduite à soulever du dispositif de levage;; - la fig. 6 est une vue en perspective de la zone de croisement de deux conduites dont la conduite supérieure est maintenue hors de contact avec la conduite in férieure au moyen de deux dispositifs de levage. Le dispositif de levage gonflable suivant l'invention, dont les parties essentielles sont constituées par des parois souples en tissu enduit d'élastomère ou de plastomère, est représenté dans son état dégonflé et déployé à plat à la figure 1, d'où il ressort que le dispositif est symétrique par rapport à deux axes XX et YY, respectivement longitudinal et transversal. Le dispositif comporte un réservoir inférieur gonflable 1, formant coussin, sur le dessus duquel est fixé un second réservoir 2, formant vérin, dont les dimensions sont infé- rieures à celles du coussin 1. Le réservoir inférieur 1 a la forme d'un diabolo défini par deux cclmpartiments la et lb en forme de trapèzes ayant une petite base commune 3 coincidant avec l'axe transversal YY qui correspond à l'axe de la conduite à soulever. Au droit de cette petite -base commune les deux parois 4, 6 du réservoir 1 sont réunies l'une à l'autre au moyen#de deux charnières 7a, 7b, constituées chacune par un ruban plié sur lui-même suivant sa ligne médiane, de manière à présenter deux lèvres 14, 16 réunies, par exemple par vulcanisation ou soudage, aux parois respectives 4, 6.Ces lèves, dont la ligne de pliage coïncide avec l'axe YY, sont situées de part et d'autre de ce dernier et délimitent ainsi les deux compartiments séparés la, lb, qui peuvent être gonflés indépendamment l'un de l'autre par les vannes 17a, 17b montées dans la paroi supérieure 6 du réservoir 1, qui peuvent également servir à la vidange des compartiments respectifs. Dans des fourreaux 18a, 18b fixés sur les bords ex trêmes 19a, 19b, parallèles à laxe YY, du réservoir 1, peuvent être enfilés des tubes métalliques destinés a faciliter la manutention du dispositif. Le réservoir supérieur 2, formant vérin, est de forme rectangulaire et est fixé, par sa paroi inférieure 21, sur la paroi supérieure 6 du réservoir inférieur 1 par deux charnières 25a, 25b, parallèles à l'axe transversal YY, situées sur les compartiments respectifs la, lb. Ces charnières, qui ont la même constitution que les charnières 7a, 7b, ont pour seul but de positionner le vérin 2 par rapport au coussin 1 et de l'empêcher de glisser. Les parois 21, 22 du réservoir-vérin 2 délimitent un volume de gonflage unique 23, qui peut être rempli au moyen de deux vannes 24a, 24b situées chacune à proximité d'une extrémité, sur l'axe longitudinal XX. La raison de ce double remplissage apparaîtra dans la suite. Sur les parois supérieures 6, 22 du vérin et du coussin sont tracées, de façon très visible, des lignes 26a, 26b et 27, matérialisant l'axe longitudinal XX et l'axe transversal YY, pour faciliter le centrage correct du dispositif par rapport à la conduite à soulever. Dans chaque réservoir les parois 4, 6 et 21, 22 sont assemblées llune-à l'autre, de façon classique non représentée, par exemple par vulcanisation ou soudage. Pour réaliser le levage d'une conduite A, on procède comme suit 1 - à la surface, des tubes de manutention sont introduits dans les fourreaux 18a, 18b et l'ensemble coussin vérin, après avoir été mis à plat par application de vide dans les compartiments la, lb et le volume 23, est enroulé sur lui-même pour former un cylindre faci lement manutentionnable. Dans le cas de petites di mensions, le dispositif est alors directement descendu au fond sous forme de rouleau.Dans le cas où les di mensions sont grandes et les manoeuvres difficiles, on peut placer le dispositif en forme de rouleau 30 (fig. 5) dans une cage-support de manutention 31 sus pendue au câble de descente 32,qui assurera la pose sur le fond de la cage-support 31 munie du rouleau 30, devant le lieu de mise en place; 2 - on déroule alors le coussin-vérin sous la conduite A, manuellement ou en s'aidant d'un treuil 33 dont le câ ble 34 est accroché à des attaches d'extrémité 36 du dispositif (fig. 5), si ce dernier est lourd; 3 - on centre de façon précise le coussin-vérin par rap port à la conduite A, grâce aux repères longitudinaux 26a, 26b et transversaux 27 tracés sur les parois su périeures; 4 - le coussin étant parfaitement positionné, on branche deux tuyaux d'alimentation en fluide de remplissage sur les vannes 17a, 17b des compartiments inférieurs trapézoîdaux la, lb; 5 - on procède au remplissage simultané des deux compar timents en modulant, s'il y a lieu, la pression ou le volume pour qu'il y ait, en cas de pente du terrain, une pression ou un volume supérieur dans le comparti ment aval par rapport au compartiment amont, ce qui équilibrera la poussée sur la conduite pour empêcher celle-ci d'avoir tendance à glisser.Sous l'effet de ce remplissage la paroi supérieure 6 du réservoir 1 prend la forme approximative d'un V ouvert dont les branches font avec l'horizontale un angle qui est, par exemple, d'environ 150, ce qui définit une sorte de berceau dans le creux central duquel la conduite A est parfaitement calée, en empêchant tout mouvement relatif dans la direction longitudinale du dispositif, dont le réservoir supérieur 2, non gonflé, a ses pa rois 21, 22 appliquées sur la paroi supérieure 6 du coussin 1; après avoir fermé les vannes 17a, 17b des comparti ments trapézoîdaux la, lb du réservoir inférieur 1, on débranche les tuyaux d'arrivée du fluide de rem plissage de ces compartiments pour les rebrancher sur les deux vannes 24a, 24b du réservoir 2, formant vé rin;; on procède alors au gonflage du vérin 2 en alimentant simultanément le volume 3 par les deux vannes de rem plissage 24a, 24b. Cette double alimentation est ren due nécessaire par le fait que le vérin vide est ser ré entre le réservoir inférieur 1 et la conduite A et délimite ainsi naturellement deux poches 23a, 23b pra tiquement indépendantes. L'alimentation en fluide de remplissage, par une seule arrivée, risquerait de déséquilibrer la conduite avant que la pression de la poche correspondante soit suffisante pour soulever la conduite et permettre le passage du liquide dans la deuxième poche, ce qui se ferait par paliers de pres sion successifs et présenterait de graves inconvé nients de stabilité pour la conduite.L'alimentation simultanée de part et d'autre de l'axe transversal YY permet de doser les pressions dans chaque poche pour maintenir l'équilibre jusqu'à ce que,la conduite étant enfin soulevée, les deux poches communiquent pour for mer une chambre unique dont la pression croissante exerce une poussée vers le haut sur la conduite qui, en raison de son poids, s'inscrit dans une cavité centrale 37 du vérin 2; 8 - on poursuit alors l'alimentation du vérin jusqu'a la hauteur h prévue en fonction des dimensions du vérin, elles-mêmes établies d'après le diamètre de la condui te à soulever. A cet effet la déposante a établi des tables donnant dans chaque cas les caractéristiques du vérin et ses conditions de gonflage. La figure 6 représente la zone de croisement de deux conduites A, B dont l'une, A, a été soulevée pour être maintenue hors de contact avec l'autre, au moyen de deux dispositifs de levage 40, 41 suivant l'invention, disposés sous la conduite A de part et d'autre du point de croisement. Etant donné que dans ce cas les deux dispositifs doivent constituer des appuis définitifs pour la conduite A le remplissage des deux réservoirs 1, 2 de chaque dispositif est effectué au moyen de coulis de ciment. Ce mode de remplissage rend nécessaire la présence dans chaque réservoir d'un orifice de remplissage supplémentaire et d'une purge, non représentés. - REVENDICATIONS 1 - Dispositif gonflable comportant des parois souples, imperméables à l'air et aux liquides, pour le levage d'une conduite supportée par un fond aquatique, caractérisé en ce que ce dispositif, qui à l'état dégonflé peut être déployé à plat en présentant une configuration a peu près symétrique par rapport à deux axes respectivement longitudinal (XX) et transversal (YY), perpendiculaires l'un à l'autre, comprend un réservoir inférieur gonflable (1) formant coussin, comportant deux compartiments indépendants (la, lb), gonflables séparément, dont les parois su périeure (6) et inférieure (4) sont, au droit de l'axe transversal (YY), directement réuniesl'une à l'autre ou espacées d'une distance faible, ainsi qu'un réservoir gonflable (2) formant vérin, superposé au coussin (1), dont les parois (21, 22) délimitent un volume de gonflage unique (23) qui peut être alimenté en fluide sous pression par deux orifices de remplissage (24a, 24b) disposés de part et d'autre de l'axe transversal (YY). 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux compartiments (la, lb) vont s'élargissant dans le sens qui s'écarte de l'axe transversal (YY) et ont, par exemple, une forme approximativement trapézoidale. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le réservoir (2) formant vé- rin a une forme rectangulaire. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les parois (4, 6) du réservoir (1) formant coussin sont réunies l'une à l'autre au moyen de deux charnières (7a, 7b) formées de rubans pliés dont les deux lèvres (14, 16) sont réunies aux parois respectives, et dont la ligne de pliage coincide avec l'axe transversal (YY), délimitant ainsi les deux compartiments (la, lb). 5 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que la paroi inférieure (21) du réservoir (2) formant vérin est réunie à la paroi supérieure (6) du réservoir (1) formant coussin au moyen de deux charnières (25a, 25b) -formées d'un ruban plié, qui sont disposées de part et d'autre de l'axe transversal (YY) et sont espacées de cet axe. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractériaé en ce que le réservoir inférieur (1) comporte sur ses bords extrêmes (19a, 19b) des fourreaux (1 Sa, 18b) prévus pour recevoir des barres de manutention. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par des traits (26a, 26b et 27) marqués sur la paroi supérieure des réservoirs (1, 2) pour matérialiser les lignes d'axe (XX, YY). 8 - Procédé pour la mise en oeuvre du dispositif suivant la revendication 1, appliqué au levage d'une conduite subaquatique, caractérisé en ce que, après descente du dispositif sur le fond aquatique, on le déploie sous la conduite à soulever (A) en faisant coincider approximativement l'axe de cette dernière avec l'axe transversal (YY) du dispositif, on remplit simultanément au moyen du fluide sous pression les deux compartiments (la, lb) du coussin inférieur (1), dont-la paroi supérieure (6) tend à prendre un profil en V dont la pointe est à peu près à l'aplomb de la conduite avec laquelle le réservoir formant vérin (2) vient en contact, -on commence à gonfler le vérin (2) en introduisant simultanément le fluide sous pression à travers les deux orifices de remplissage (24a, 24b), puis on achève le gonflage jusqu'à ce que la conduite (A) soulevée par le vérin gonflé ait atteint la hauteur voulue. 9 - Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif est mis sous forme de rouleau (30) avant drêtre descendu sur le fond. 10 - procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif sous forme de rouleau (30) est porté par une cage-support (31).