Brevet FR2504591A1 — publié le 19821029

La présente invention est relative à un procédé de mis en place d'un équipement de production d'hydrocarbures extraits d'un fond sous-marin, et concerne plus précisément la mise en pl d'un équipement de production sur une tête de puits préalablemen installée à la suite d'un forage, pour assurer la mise en produc tion du puits correspondant et la remontée des hydrocarbures produits jusqu'à un support de surface flottant ou non. Actuellement lorsqu'une telle décision de mise en prod tion du puits est prise, on procède de la manière suivante: Après avoir mis en place des câbles guides à l'aide d' support naval de forage, soit avec des plongeurs soit au train di tiges, on enlève le bouchon de protection puis on descend l'arbre de production et on l'installe au train de tiges à l'aide du sup port de forage L'arbre de production étant connecté on teste ce' connexion par mise en pression du train de tiges connecté à l'ar de production On descend ensuite des conduites sous-marines, comportant des tuyauteries de production, de service et des ligné de télécommande, et on les verrouille sur l'arbre de production. Ces opérations sont effectuées à l'aide d'un navire spécialisé el peuvent porter sur des conduites rigides ou flexibles et faire appel à des connexions automatiques ou manuelles, c'est-à-dire pz plongeurs Après avoir testé cette connexion par mise en pressior des conduites sous-marines on procède à l'enlèvement des câbles- guides et à la mise en production par raccordement des conduites sous-marines à un support de surface de production. Il s'est avéré dans la pratique que l'installation de l'arbre de production et le test de connexion de celui-ci sur la tête de puits ne posent habituellement pas de problèmes particuli Par contre il n'en est pas de même pour les opérations de pose et de connexion des conduites sous-marines sur l'arbre de production en eaux profondes. Par ailleurs une mise en production effectuée par ces méthodes conventionnelles nécessite plusieurs supports de surface différents, à savoir un support naval de forage pour l'installati de l'arbre de production, d'un navire spécialisé pour l'installat c'est-à-dire la pose, la connexion et le test des conduites sous- marines et un support naval de production pour recueillir les hydrocarbures lors de la mise en production du puits. Cette succession sur le site des différents supports de surface se traduit par des coûts et des durées d'opérations très -2 2504591 importants. En outre la descente successive des différents éléments, à savoir l'arbre de production puis les conduites sous-marines nécessite des tests de connexion après chaque manutention. La présente invention se propose par conséquent de fournir un procédé de mise en place, notamment par grandes profon- deurs d'un équipement de production, permettant l'utilisation d'un équipement rapidement mobilisable, peu coûteux, récupérable, et d'une mise en oeuvre et d'une maintenance faciles. Le procédé selon l'invention se caractérise essentielle- ment par le fait que l'on descend simultanément, depuis un même support de surface les conduites sous-marines et au moins une partie de l'arbre de production, les conduites étant préalablement connectées en surface à ladite partie de l'arbre de production. Dans un premier mode de réalisation l'arbre de production est de type monobloc et est descendu jusqu'à la tête de puits suspendu à l'extrémité des conduites, déposé et connecté sur la tête de puits. Par conduites sous-marines au sens de l'invention on entend les lignes de production et de service ainsi que les lignes de télécommande hydrauliques et/ou électriques de l'arbre de pro- duction; l'invention s'étend également aux conduites d'accès au puits pour des interventions de travail au câble. Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention les conduites sousmarines sont des conduites flexibles, telles que, par exemple, celles fabriquées en grande longueur par la Société COFLEXIP Cependant l'invention n'y est pas limitée et on peut la mettre en oeuvre avec des conduites sous-marines rigides ou des conduites rigides reliées à l'arbre de production par une courte longueur de flexible. La descente de l'arbre de production suspendu aux con- duites sous-marines peut s'effectuer par l'intermédiaire de câbles- guides préalablement mis en place entre le support de surface et la tête de puits. En variante on peut assurer la descente de l'arbre de production et sa mise en place sur la tête de puits sans câbles- guides, par un guidage en soi connu par "cône de réentrée', la plaque de base de la tête de puits, ainsi que l'arbre de production étant alors équipés d'un système de guidage par cône et anneau d'atterissage tels que ceux utilisés actuellement en interventions à grandes profondeurs. Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention est prévu après connexion de l'arbre de production sur la tête d puits de faire basculer les conduites au niveau de l'arbre de production et de déposer celles-ci sur le fond par déplacement d support de surface A cette effet les conduites sont solidaires proximité de leur extrémité inférieure d'un étrier susceptible d pivoter par rapport à l'arbre de production. Ainsi en phase de production le support de surface ne trouve pas à l'aplomb de la tête de puits équipée. Après achèvement de l'exploitation du puits, ou lorsque l'on désire mettre en place sur la tête de puits un autre équipe- ment de production on met en oeuvre en sens inverse les étapes de procédés décrites ci-dessus et l'on procède ainsi à la remontée c l'arbre de production suspendu aux conduites sous-marines toujoui à l'aide du même support de surface. Le procédé selon l'invention vient d'être décrit pour i arbre de production monobloc, mais le procédé selon l'invention peut également être, en variante, mis en oeuvre avec un arbre double de type "SPLIT TREE" comportant une partie inférieure ou bloc de sécurité (MVA) et une partie supérieure ou bloc de produc tion (PCA). Dans ce cas on descend le bloc inférieur de sécurité de l'arbre de production suspendu aux conduites sous-marines comme indiqué ci-dessus, et après basculement des conduites, on procède la descente et à la fixation du bloc supérieur de production de l'arbre de production par tous processus de descente appropriés, notamment au train de tiges. Un même support de surface étant utilisé, il est dans c cas nécessaire, avant de descendre le bloc de production d'aban- donner l'extrémité des conduites sous-marines en les fixant à une bouée immmergée ou semi-flottante, les conduites étant reprises p le support de surface après connexion du bloc de production sur 1 bloc de sécurité formant ensemble l'arbre de production. D'autres avantages et caractéritiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-jointe d'exemples, mise en oeuvre en se référant au dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente une tête de puits munie d'un équipeme de production en cours de mise en oeuvre du procédé selon l'invention -3- -4- les figures 2 à 6 illustrent les différentes phases d'un premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention et, les figures 7 à 12 illustrent les différentes phases d'un second mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. les figures 13 et 14 représentent une tête de puits munie d'une variante de réalisation d'équipement de production au cours de deux phases de mise en oeuvre du procédé selon l'in- vention. On voit sur la figure 1 une tête de puits 1, comportant une plaque de base 2 et à partir de laquelle s'étend un tube con- ducteur 3 dans le fond sous-marin 4. Sur cette tête de puits est mis en place un arbre de production désigné globalement par 5, plus précisément dans le mode de réalisation décrit dans la figure 1, le bloc de sécurité cons- tituant la partie inférieure d'un arbre double, cet arbre comportant une partie supérieure non représentée appellée bloc de production. L'arbre représenté dans la figure 1 est muni d'un connec- teur 6 pour la liaison à la tête de puits et est descendu selon l'invention en étant suspendu à des conduites flexibles, désignées globalement par 7, et comportant dans l'exemple particulier de la figure 1 une conduite flexible de service 8 une conduite flexible de production 9 et un ombilical hydraulique 10. Les conduites 8 et 9 sont reliées à l'arbre de production par des connecteurs tournants 11 et respectivement 12 Dans l'exem- ple représenté la conduite 9 comprend un tronçon rigide 9 '. L'ensemble des conduites 7 est fixé à un étrier 13 monté basculant par ses extrémités 14 et 15 sur l'arbre de production. Des mécanismes de verrouillage 16 sont prévus pour immmobi- liser l'étrier par rapport à l'arbre de production pendant la descente de celui-ci Il est également prévu des butées 17 de blocage en rotation de l'étrier 13. On se réfère maintenant aux figures 2 à 6 pour décrire un premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Sur une tête de puits 1 en attente après un forage réalisé dans le sol sous-marin 4 on installe par l'intermédiaire de plon- geurs depuis un support de surface 18 des lignes guides 19 Comme schématisé dans la figure 3 on descend alors l'arbre de production 5 suspendu aux conduites flexibles 7 que l'on déroule à partir du même support de surface 18 Dans l'exemple de réalisation des -5 r 459 figures 2 à 6 l'arbre de production est du type monobloc Le gui dage de la descente s'effectue par l'intermédiaire des câbles guides 19. Comme on le voit dans la figure 4 l'arbre de productio est déposé sur la tête de puits et le connecteur 6 est verrouilli Après avoir testé la connexion par mise en pression de conduites on enlève les câbles guides 19. Comme représenté à la figure 5 on fait basculer l'étrii et l'on déplace le support de surface 18 à l'écart de la tête de puit équipée jusqu'à la position de mise en production représent à la figure 6. On se réfère maintenant aux figures 7 à 12 qui illustra un second mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Ce mode de réalisation utilise un arbre de production double comprenant une partie inférieure ou bloc de sécurité 5 a el une partie supérieure ou un bloc de production 5 b. Comme on le voit aux figures 7 à 9 on procède tout d'abord à la descente de la partie inférieure 5 a de l'arbre de production de la même manière que dans le premier mode de réalis guidage par cône et anneau d'atterrissage. Ce mode de réalisation pourrait toutefois être mis en oeuvre avec des câbles de guidage, de la même manière que le pre- mier mode de mise en oeuvre décrit peut ne pas utiliser de câblel guides mais un guidage par cône de réentrée. Comme on le voit dans la figure 10 une fois les conduil amenées dans la position correspondant à la mise en production or abandonne leur extrémité sur une bouée dite de sub-surface 19 ou encore au fond de l'eau avec une bouée de marquage. Comme illustré par la figure 11 on descend alors par tc moyens appropriés, depuis le même support de surface 18 la parti E supérieure 5 b de l'arbre de production que l'on connecte à la partie 5 a, l'extrémité des conduites 7 étant alors reprise par l E support de surface 18 pour la production comme représenté à la figure 12. On se réfère maintenant aux figures 13 et 14 qui illus- trent une variante de mise en oeuvre de l'invention. -6 250459 1 La figure 13 est une vue similaire à la figure 1 et les pièces similaires y portent les mêmes chiffres de référence que ceux figurant dans la figure 1. L'étrier 13 est articulé à sa partie supérieure sur une rotule 20 solidaire des conduites 7. A leur partie inférieure les conduites sont reliées par des pièces de raccordement 21 à des tronçons de conduites rigides 22 assurant une liaison avec l'arbre de production. On a illustré à la figure 14, en élévation latérale, le dispositif de la figure 13 après pivotement de l'étrier 13. On se rend compte à l'examen de la figure 14 que l'étrier pivotant 13 limite la courbure du tronçon de conduite entre la rotule 20, à l'extrémité supérieure de l'étrier, et la pièce de raccordement 21 d'extrémité de la conduite flexible On peut prévoir dans ce tronçon de conduite des dispositifs supplémentaires non représentés, de limitation de courbure, tels que par exemple des anneaux vertébrés. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de mise en oeuvre particuliers 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. 7- REVENDICATIONS 1 Procédé de mise en place sur une tête de puits sous- marin d'un équipement comportant un arbre de production susceptib d'être connecté à la tête de puits et des conduites sous-marines, comportant notamment des tuyauteries de production de service et des lignes de télécommande, susceptibles d'être reliées par une extrémité à l'arbre de production et par l'autre extrémité à un support de surface, caractérisé par le fait que l'on descend simu tanément depuis un même support de surface les conduites sous- marines et au moins une partie de l'arbre de production, les con- duites étant préalablement connectées en surface à ladite partie l'arbre de production. 2 Un procédé selon la revendication 1 caractérisé par fait que l'arbre de production est de type monobloc et est descen en totalité suspendu à l'extrémité desdites conduites. 3 Procédé selon la revendication caractérisé par le fa que l'arbre de production est de type double comportant une parti, inférieure ou bloc de sécurtié et une partie supérieure ou bloc di production, la partie inférieure étant descendue suspendue à l'ex trémité des conduites, la partie supérieure étant descendue ulté- rieurement et connectée à la partie inférieure. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 3 caractérisé par le fait qu'aprês connexion sur la tête de puits de l'arbre de production ou de la partie de celui-ci descendue à l'extrémité des conduites, on fait basculer les conduites au nives de l'arbre de production et on dépose celles-ci sur le fond par déplacement du support de surface. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4 caractérisé par le fait qu'après avoir déposé les conduites sur le fond on abandonne leur extrémité supérieure fixée à une bouée. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il est entièrement mis en oeuvre à partir d'un même support de surface. 7 Equipement de production d'hydrocarbures pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes du type caractérisé par le fait qu'il comprend un arbi de production muni de moyens de connexion à une tête de puits et une pluralité de conduites sous-marines connectées audit arbre de production, lesdites conduites sous-marines étant solidaires au -8 25 t '1591 voisinage de leur extrémité inférieured'un étrier susceptible de pivoter par rapport à l'arbre de production. 8 Equipement selon la revendication 7, dans lequel l'arbre de production comporte une partie inférieure ou bloc de sécurité et une partie supérieure ou bloc de production, caracté- risé par le fait que ledit étrier et les dites conduites sont fixées à ladite partie inférieure de l'arbre de production. 9 Equipement selon l'une quelconque des revendications 7 et 8 caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de verrouil- lage pour immobiliser ledit étrier pivotant sur l'arbre de production.