Brevet FR2477258A1 — publié le 19810904

La présente invention est relative à un dispositif de liaison entre une structure flottante ou semi-immergée, notamment une bouée de chargement d'hydrocarbures, et une conduite assurant la remontée des hydrocarbures à partir du fond sous-marin. Le développement de la production d'hydrocarbures à partir de gisements se trouvant sous des étendues d'eau, notam- ment en mer, a conduit à développer les procédés et les dispo- sitifs permettant d'extraire puis de remonter à la surface en vue de leur acheminement ultérieur les hydrocarbures produits. La Société déposante a par exemple déjà décrit dans ses brevets français 72.32438, 72.39657, 76.28030, 76.33086 des dispositifs de collecte d'hydrocarbures produits à partir de fonds sous-marins. Ces dispositifs utilisent-en particulier des conduites tubulaires flexibles, présentant de grandes résistances à la traction et à l'écrasement, produites en grande longueur par la Société déposante. Des problèmes se posent en particulier pour les con- duites de remontée ou "risers", constituées de façon particu- lièrement avantageuse par une conduite tubulaire flexible qui est reliée a sa partie inférieure à une tête de puits ou une embase reposant sur le sol sous-marin, et qui au niveau de sa partie supérieure doit être raccordée à une structure flottante ou semi- immergée constituant notamment une bouée de chargement à laquelle peut venir s'amarrer un support naval ou un navire pétrolier vers lequel doivent être transférés les hydrocarbures amenés par la conduite de remontée depuis le fond sous-marin. En effet, la structure de surface sous forme de bouée de chargement, se trouve soumise à des déplacements provoqués par la houle de surface et les mouvements relatifs des navires venant s'y fixer. La conduite de remontée étant fixée par sa partie inférieure, il est né- cessaire de prévoir une liaison tournante entre sa partie su- périeure et la structure de chargement. Cette liaison tournante est avantageusement réalisée par un ensemble de paliers à rou- lement disposé à l'intérieur de la structure de chargement, et assurant un mouvement relatif de rotation entre la structure de chargement et la conduite de remontée ou des organes solidaires de celle-ci, la conduite de remontée étant engagée à l'intérieur de la structure de chargement par un orifice réalisé à la partie inférieure de celle-ci. En cours de fonctionnement, il peut être nécessaire d'intervenir pour l'entretien, la réparation et le remplacement -2- 2477258 de l'ensemble de paliers à roulement ou au niveau du connecteur dont est munie l'extrémité supérieure de la conduite de remontée. La présente invention se propose de fournir un dis- positif permettant d'effectuer facilement en cours de fonction- nement de telles opérations d'intervention, ce dispositif étant de conception particulièrement simple et fiable. Le dispositif selon l'invention se caractérise par le fait qu'il comprend au moins un élément de verrouillage disposé à l'intérieur de la structure de chargement et susceptible de s'engager dans un organe solidaire de la conduite de remontée, ledit élément de verrouillage étant mobile entre une première position hors d'engagement avec l'organe solidaire de la conduite de remontée, position dans laquelle la structure de chargement est mobile en rotation par rapport à la conduite de remontée par l'intermédiaire de l'ensemble de paliers à roulement et une position d'engagement dans laquelle la structure de chargement est solidarisée de la conduite de remontée position dans laquelle l'ensemble de paliers à roulement n'assure plus la liaison entre la structure de chargement et la conduite de remontée. On comprend que la mise en oeuvre du ou des éléments de verrouillage permettant de solidariser la structure de chargement et la conduite de remontée permet de "débrayer" l'ensemble de paliers à roulement rendant possibles toutes les interventions nécessaires à l'intérieur de la structure de chargement. De préférence, le ou les éléments de verrouillage sont agencés pour provoquer, au cours de leur déplacement entre les positions de dégagement et d'engagement, un mouvement vertical relatif de la structure de chargement et de la conduite de remontée. Dans un mode particulier de réalisation, le ou-chacun des éléments de verrouillage présente une pièce en forme de coin solidaire de la tige d'un vérin monté dans la structure de chargement et susceptible de s'engager dans une gorge annulaire présentant un flanc incliné ménagée dans un organe solidaire de la conduite de remontée. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant en décrire à titre d'exemple en aucune manière limitatif un mode de réalisation en se référant au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en coupe du dispositif selon l'invention en position normale d'utilisation, -3- 2477258 - la figure 2 représente le dispositif de la figure 1 avec les éléments de verrouillage dans leur position d'engage- ment. On a représenté sur le dessin la partie inférieure d'une structure semi-immergge telle qu'une bouée de chargement désignée globalement par 1, de forme sensiblement cylindrique, comportant à sa partie inférieure un orifice axial 2 par lequel s'engage l'extrémité d'une conduite de remontée 3 munie d'une gaine périphérique 4 et comportant à son extrémité un connec- tLur 5. Une pièce en forme de trompette 6 est solidaire de la conduite de remontée 3, cette pièce 6 étant elle-même solidaire d'un fourreau annulaire 7. Dans la position normale de fonctionnement, réprésentée dans la figure 1, la bouée de chargement 1 est susceptible d'un mouvement relatif de rotation par rapport à l'ensemble constitué par la conduite de remontée 3 et les éléments 6 et 7 dont elle est solidaire, par l'intermédiaire d'un ensemble de paliers à roulement 8 monté coaxialement par rapport à la conduite de remontée 3 au voisinage de son extrémité munie du connecteur 5, cet ensemble de paliers à roulement étant disposé entre le fourreau 7 lui-même solidaire de la conduite de remontée, et une pièce annulaire 9 solidaire de la bouée de chargement 1. Le fourreau 7 présente une gorge annulaire 10 dont le flanc supérieur 11 est incliné. Au-dessus de cette gorge 10 le fourreau 7 présente une collerette 12 comportant un flanc incliné, et la pièce 9 soli- daire de la bouée de chargement 1 présente une gorge annulaire 13 comportant un flanc incliné, la forme de la collerette 12 cor- respondant à la forme de la gorge 13. Le dispositif selon l'invention comporte des vérins 14 solidaires de la bouée de chargement 1 et dont la tige présente à son extrémité une pièce en forme de coin 15 comportant une surface supérieure inclinée 16 dont l'inclinaison correspond à l'inclinaison du flanc 11 de la gorge annulaire 10. Lorsque, par exemple pour accéder à l'ensemble de paliers à roulement 8, on actionne les vérins 14 et les pièces en forme de coin 15 viennent s'appuyer par leur face supérieure 16 contre le flanc incliné 11 dé la gorge 10 ce qui provoque un léger mouvement-de descente de la pièce 9 et de l'ensemble de la bouée de chargement 1 jusqu'à la position complète de verrouil- -4- lage représentée à la figure 2. Dans cette- position la bouée de chargement 1-se trouve totalement solidarisée de la colonne de remontée 3, l'ensemble de paliers à roulement 8 se trouvant en position "débrayée ce-qui permet toutes interventions au niveau de celui-ci, notamment son remplacement si nécessaire. Le dispositif selon l'invention comprend en outre des garnitures d'étanchéité notamment en 17 au niveau de l'orifice 2 et en 18 à la partie supérieure et à la partie inférieure de l'ensemble de paliers à roulement 8 pour empêcher l'accès de l'eau de mer extérieure à l'intérieur de la bouée de chargement, et notamment au niveau de l'ensemble de paliers à roulement. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre -ni de son esprit. En particulier, il est clair que bien que l'on ait décrit l'invention appliquée à la liaison d'une conduite de remontée. d'hydrocarbures à une bouée flottante ou semi-sub- mersible de chargement elle n'y est nullement limitée et qu'on peut par exemple la mettre en oeuvre dans d'autres applications par exemple pour la liaison d'une conduite à une torche flottan- te. _ 5- 24?7725f REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison entre une structure flottante ou semi-immergée, notamment une bouge de chargement d'hydrocar- bures, et une conduite, notamment flexible, assurant la remontée des hydrocarbures à partir du fond sous-marin, caractérise par le fait qu'il comprend au moins un élément de verrouillage disposé à l'intérieur de la structure de chargement et susceptible de s'engager dans un organe solidaire de la conduite de remontée, ledit élément de verrouillage étant mobile entre une première position hors d'engagement avec l'organe solidaire de la conduite de remontée, position dans laquelle la structure de chargement est mobile en rotation par rapport à la conduite de remontée par Il2intermédiaire d'un ensemble de paliers à roulement et une position d'engagement dans laquelle la structure de chargement est solidarisée de la conduite de remontée; position dans la- quelle l'ensemble de paliers à roulement n'assure plus la liaison entre la structure de chargement et la conduite de remontée. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le ou les éléments de verrouillage sont agences pour provoquer, au cours de leur mouvement entre les positions de dégagement et d'engagement, un mouvement vertical relatif de la structure de chargement et de la conduite de remontée. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérise par le fait que le ou chacun des éléments de verrouillage présente une pièce en forme de coin solidaire de la tige d'un vérin monté dans la structure de chargement et suscep- tible de s'engager dans une gorge annulaire présentant un flanc incliné ménagé dans un organe solidaire de la conduite de remon- tée.