Brevet FR2493260A1 — publié le 19820507

L'invention concerne un dispositif d'ancrage de càble marin. On connaît déjà différents procédés pour fixer en place des câbles de plate-formes de forage et autres. L'inven- tion a pour but de créer un dispositif perfectionné d'ancrage d'un câble marin, ce dispositif pouvant se libérer et se remet- tre en service à volonté suivant les besoins. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'ancrage de câble marin, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un corps d'ancrage; un collet à ressort divisé en segments, ce collet entourant le corps en se déplaçant axiale- ment par rapport à celui-ci, et ce collet étant conçu pour se dilater ou se déployer à son extrémité supérieure sous l'action de moyens de coincement fixés au corps d'ancrage, lorsque ce corps d'ancrage se déplace vers le bas par rapport au collet, de façon que l'extrémité supérieure déployée du collet vienne se bloquer contre la paroi d'un gabarit d'insertion, et de façon que l'extrémité inférieure d'un câble marin fixé aux moyens de coincement, ne puisse s'échapper du gabarit d'insertion; et des moyens de manoeuvre commandables montés dans le corps de manière a provoquer le mouvement du collet vers le bas, par rapport au corps, de façon que l'extrémité supérieure du collet soit libérée des moyens de coincement et puisse se rétracter en s'écartant de la paroi du gabarit d'insertion pour amener le dispositif en position libre de déverrouillage. Le dispositif est auto-verrouillant sous l'effet de la pesanteur, car le poids du corps d'ancrage et du câble applique automatiquement une traction vers le bas sur les moyens de coincement, et dilate le collet. Cependant, quand le câble marin est sous tension, le collet reste verrouillé en position déployée de dilatation, car ce collet ne peut se dilater que lorsqu'il est écarté de la surface de verrouillage située à l'embouchure de la chambre d'ancrage. L'invention sera décrite sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue découpée d'un dispositif d'ancrage de câble marin selon l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation partielle- ment en coupe, du dispositif de la figure 1 en position de fonc- tionnement ou de verrouillage; et - la figure 3 est une vue en élévation et en coupe, d'une moitié du dispositif en position ouverte de libé- ration, le câble marin formant un certain angle par rapport à la verticale. Sur les dessins, le corps d'ancrage 1 s'étend vers le haut jusqu'à un anneau de verrouillage 20 auquel il se fixe par des goujons 14. L'anneau 20 présente à l'extérieur une sur- face supérieure tronconique de grand diamètre 21 et une surface inférieure tronconique de petit diamètre 22 reliées l'une à l'autre par une surface 23. La surface intérieure de l'anneau est relié par un dispositif de joint flexible 37, en métal et élastomère, à l'extrémité inférieure évasée 23 d'un câble marin 24. L'extrémité 23 présente une surface intérieure en forme de coupelle supportée par un siège sphérique 4 boulonné au corps 1. Le but du dispositif de joint flexible élastiquement déformable est de permettre un mouvement angulaire limité du câble 24 par rapport au corps ?ancrage 1, comme indiqué sur la figure 3. Le corps 1 comporte une série d'ailettes radiales 26 supportant un anneau de came 9 et un anneau d'abrasion 10. Un collet à ressort 2 entoure le corps 1 et part d'une base 27 à son extrémité inférieure, pour se terminer par des doigts de collerette 28 à son extrémité supérieure. Les ailettes 26 font saillie dans les fentes formées entre doigts 28 adjacents. Les extrémités supérieures en forme de crochets des doigts 28 peu- vent soit venir en contact avec la surface 21 pour définir une position radialement dilatée de ces crochets 28, soit venir en contact avec la surface 22 pour définir la position repliée de ceux-ci. Les extrémités supérieures des doigts 28 sont également munies de surfaces de support 29. Le câble marin 24 est muni d'un passage central communiquant avec un trou axial 36 traversant le siège sphéri- que 4. Un fluide sous pression, pompé vers le bas par le passage central, vient exercer une pression sur la face supé- rieure d'un piston ou d'une colonne dite "de poussée" 11, monté dans le corps 1 par l'intermédiaire de coussinets supérieur et inférieur 8, 7 et se terminant, à l'extrémité inférieure, par un rebord 12. La structure fixée au fond de la mer comprend un manchon d'ammarage 30 muni d'un anneau de butée 31 à son extré- mité supérieure. Un élément d'insertion appelé gabarit 38, défi- nissant une chambre d'ancrage, est monté avec jeu dans le man- chon d'ancrage et comporte à son extrémité supérieure un anneau de verrouillage 3 venant s'appuyer contre l'anneau de butée 31 de façon que le gabarit d'insertion ne puisse sortir du manchon d'amarrage. Ainsi le gabarit d'insertion 38 peut se déplacer vers le haut ou vers le bas dans le manchon d'amarrage 30, entre sa position active (figure 2) et sa position de libération (figure 3), mais reste retenu en permanence. Le manchon d'amar- rage est muni de nervures de guidage intérieures 50 fixant en place l'élément de gabarit 38 et, de la même façon, ce dernier est muni de nervures de guidage 51 fixant en place l'ensemble du corps d'ancrage et du collet. _ Un tampon 39 placé à l'extrémité inférieure du collet 2, vient s'appuyer sur un support 40 du fond du gabarit d'insertion, de manière à stopper la course vers le bas du corps d'ancrage et du collet. Sur la figure 3, le dispositif d'ancrage est repré- senté en position non verrouillée dans laquelle le gabarit d'insertion 38 se trouve en position de libération à l'intérieur du manchon d'amarrage 30, de façon que l'anneau de verrouillage 3 soit écarté de l'anneau de butée 31. On fait descendre le câble marin de façon que l'ensemble formé par-le corps d'ancrage 1 et le collet 2 vienne pénétrer dans le gabarit d'insertion 38. Le collet est maintenu en position repliée par l'anneau de came 9 venant s'adapter sur un épaulement extérieur 17 du collet. L'ensemble se déplace vers le bas jusqu'à ce que le tampon 39 vienne toucher le support 40, ce qui stoppe tout mouvement ulté- rieur vers le bas du collet 2. Cependant, le corps d'ancrage 1 continue de se déplacer vers le bas sous le poids du câble marin 24, en déga- geant ainsi l'anneau 9 de l'épaulement 17, pour permettre une dilatation partielle du collet qui se déploie ensuite complète- ment lorsque les doigts 28 passent sur la surface 23 de l'an- neau de verrouillage, jusqu'à ce que leurs extrémités en forme de crochets viennent se placer sur la surface supérieure 21 de cet anneau de verrouillage. Lorsque cela se produit, la base 27 du collet pousse la colonne ou piston 11 vers le haut pour le faire passer de la position de la figure 3 à la position de la figure 2. Cela permet au dispositif d'atteindre sa position de verrouillage. Lorsqu'on tend le câble marin 24, le corps 1 monte en entraînant avec lui le collet 2 vers le haut, jusqu'à ce que la surface 21 vienne s'engager contre la surface correspondante du gabarit d'insertion. Ensuite l'extrémité 23 du cable marin ne peut s'échapper du gabarit d'insertion et les extrémités des doigts 28 se trouvent maintenues entre l'anneau de verrouillage 20 et l'extrémité supérieure du gabarit d'insertion, de sorte que ces deux éléments ne peuvent se dégager l'un de l'autre.- Lorsqu'on continue de tirer vers le haut sur le câble marin, l'anneau de verrouillage 3 vient en contact avec l'anneau de butée 31, comme indiqué sur la figure 2. Le processus de déverrouillage du dispositif est le suivant: On cesse d'appliquer une tension sur le câble 24 pour permettre au gabarit d'insertion 38 de descendre normale- ment vers le bas sous l'effet de son propre poids, en partant de la position représentée sur la figure 2, le corps 1 et le collet 2 se déplaçant vers le bas à l'intérieur du gabarit d'insertion. Ensuite, on pompe du fluide vers le bas à l'intérieur du cable 24 et ce fluide passe par le trou central 36 pour pénétrer dans le siège sphérique 4 et entraîner le piston ou colonne de pous- sée 11 vers le bas. Cela pousse le collet 2 vers le bas en déga- geant les doigts 28 de la surface 21 de l'anneau de verrouillage. La poursuite du mouvement du collet vers le bas fait passer la rampe 16 au-delà de l'anneau de came 9 qui vient finalement s'engager contre l'épaulement 17 pour retenir le collet en position complètement repliée dans laquelle les doigts 28 viennent, s'engager sur la surface 22 de l'anneau de verrouil- lage 20. Le collet 2 sort alors du gabarit d'insertion 38 lorsqu'on applique de nouveau une tension au câble marin 24. -On obtient ainsi un dispositif de liaison libérable relativement simple. Les surfaces de contact planes 21 entre l'anneau de verrouillage 20 et les doigts 28 en position de ver- rouillage, sont de préférence inclinées à 450 par rapport à l'axe du corps 1. R E V E N D I C A T I 0 N S ) Dispositif d'ancrage de câbme marin, disposi- tif caractérisé en ce qu'il comprend un corps d'ancrage (1); un collet à ressort (2) divisé en segments, ce collet entourant le corps (1) en se déplaçant axialement par rapport à celui-ci, et ce collet étant conçu pour se dilater ou se déployer à son extrémité supérieure sous l'action de moyens de coincement (20, 21) fixés au corps d'ancrage, lorsque ce corps d'ancrage se déplace vers le bas par rapport au collet, de façon que l'extré- mité supérieure déployée (28) du collet vienne se bloquer con- tre la paroi d'un gabarit d'insertion (38), et de façon que l'extrémité inférieure (23) d'un câble marin (24) fixé aux moyens de coincement (20, 21), ne puisse s'échapper du gabarit d'insertion; et des moyens de manoeuvre commandables (11) montés dans le corps (1) de manière à provoquer le mouvement du collet vers le bas, par rapport au corps (1), de façon que l'extrémité supérieure (28) du collet soit libérée des moyens de coincement (21) et puisse se rétracter en s'écartant de la paroi du gabarit d'insertion (38) pour amener le dispositif en position libre de déverrouillage. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caracté- irisé en ce que des ailettes radiales (26) du corps d'ancrage (1) font saillie à travers des fentes formées entre segments adjacents (28) du collet, et supportant un anneau (30) coopè- rant avec des nervures de guidage (51) de la chambre d'ancrage pour fixer en place le corps (1) et le collet. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de coincement comportent une surface (21) définissant l'état déployé du collet, et une autre surface (22) définissant l'état replié de ce collet. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de coincement sont constitués par un anneau muni de surfaces de verrouillage tronconiques. 50) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que la position neutre du collet se situe entre la position déployée et la position repliée, et en ce qu'un anneau de came (30) supporté par les nervures (51) coopère avec des surfaces de guidage (16, 17) prévues à l'extérieur du collet pour pousser celui-ci en posi- ticn complètement repliée lorsqu'il atteint sa position basse extrême par rapport au corps d'ancrage (1). ) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de manoeuvre (11) sont constitués par un piston logé dans le corps (1). 7 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que le câble marin (24) est muni d'un passage intérieur dans lequel on peut pomper un fluide vers le bas pour actionner le piston (11). 8 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure (23) du câble marin (24) est munie d'une surface en forme de coupelle venant s'appuyer sur un support en forme de bille (4) fixé au sommet du corps d'ancrage (1) , et en ce qu'un trou axial (36) percé dans ce support met le passage intérieur du cable en communication avec le piston. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisé en ce qu'un dispositif de joint fle- xible (37) relie l'extrémité inférieure (23) du câble marin aux moyens de coincement (21). ) Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de coincement (21) et l'extrémité supérieure (28) du collet comportent des surfaces de contact planes en position de verrouillage, ces surfaces formant un angle de 45 par rapport à l'axe du corps (1).