Brevet FR2503759A1 — publié le 19821015

L'invention concerne une plateforme marine multi-colenne susceptible d'être posée sur un gabarit de forage, et plus particulièrement une plateforme dont l'infrastructure comporte des colonnes tubulaires reposait sur le fond sous-narin par des embases. Les délais nécessaires à la construction d'une plateforme de forage et/ou de production ainsi qie sa lise on c@uvre repoussent de manière ion négligeable le début de la mise en production d'un champ pétrolier. En effet, il faut environ denx années pour mener à bien la constraction de l'ensemble plateforme et autant pour le forage des puits, leur essai et la mise en production. Afin do réduire les délais, on a développé des plateformes semi-submersibles que l'on ancre audessus du site et qui peraettent, on utilisant ïm gabarit do forage ou "template" fixé air le sel sous- narin, de procéder au forage des puits et aux diverses opérations nécessaires â leur lise en production. Le temps nécessaire entre le forage des puits et leur mise en production est de l'ordre de deux ans. Généralement, la plateforme semi-submersible n'est pas utilisée pour la phase finale de production et son rôle s'arrête à l'essai des puits. Le gabarit de forage muni des têtes de puits, est provisoirement abandonné ai tond de la ner on attendant la phase de production qui pourra être entreprise ultérieurement, eu bien mis en production en phase provisoire avec évacuation du produit vers d'autres installations préexistentes. Lorsque le besoin se fait sentir d'augmenter la production du champ, on amène sur le site une plateforme Sire, telle que décrite, par exemple, dais le brevet français N 2 410 706. Cette plateforme est du type poids et est constituée par n fût creux excentré par rapport à l'embase. Des piles foncées dans le sol en des points déterminés par rapport au gabarit de forage, permettent le guidage do l'embase, lors di ballastage de l'infrastructure pour sa rise en place, et le positionnement précis d'une partie du pont supportée par le fût destiné à recevoir les installations de forage. Par suite de la dissymétrie de la platef@rme due à la nécessité de respecter l'emplacement du gabarit, celle-ci est soumise à des forces de renversement im portantes qui sont reprises par le sol dans lequel elle doit être solidement ancrée. En outre, comme toutes les plateformes poids présentent ne base importante, le sol doit être relativement horizontal, ce qui entraîne une nouvelle c@ntrainte. Cet inconvénient peut être supprimé en utilisant des plateformes doit l'infrastructure est fixée à des bases séparées comme décrit dans le brevet français 2.194.204. La plateforme comporte une structure triangulaire îétallique constituée de trois colonnes reliées par un treillis se terminant à la partie inférieure par des supports coniques doit les sommets sont fixés dans les bases constituées par des caissons cylindriques de poussée surmontés de cylindres de stabilisation.Le pont est fixé à la partie supérieure de la structure triangulaire. Du fait de l'écartement des bases et do la hauteur existant entre la partie inférieure des supports coniques et la surface du sol, il serait possible de placer cette plateforme sur un gabarit de forage existant.La construction d'une telle plateforme est particulièrement délicate, par suite dc la com- plexité des noeuds d'entreteisement entre les différents tubes constituant la structure, et pose de nombreux problèmes. L'invention se prop@se de réaliser une plateforme susceptible d'être posée sur un gabarit de forage comportant des bases séparées et d'une construction simple. Les explication et figures dennées ci-apr à titre d'exemple permettrent de comprendre comment l'in Invention peut être réalisée. La figure 1 représente une première forme de réalisation de la plateforie selon l'invention, vue de côté La figure 2 est une deuxième forte de réalisation de la plateforme selon l'invention, vue de côté. La figure 3 est une coupe à une plus grande échelle selon III-III de la figure 1. La figure 4 est une coupe & une plus grande échelle selon IV-IV de la figure 1. La figure 5 est use vue de dessus des platefortes selon les figures 1 et 2. La figure 6 est une vue de dessus d'une troisième forme de réalisation d'une plateforme selon l'invention, i radiers excentrés. Les figures 7 et 8 nontrent deux étapes de la construction du treillis d'entretoisement. La plateforle, selon l'invention, représentée figures 1 et 2 colporte trois colonnes 1 (figure 4) aux extrémités supérieures desquelles reposent un ou plusieurs ponts (figure 5). Chaque colonne est raccordée à un radier 2 et présente, à partir du bas et sur une partie de sa hauteur, une partie de plus grand diamètre formant un flotteur 3. Les radiers 2 sont circulaires et conçus comme des éléments rigides comprenant une série de bêches radiales et circonférentielles pour leur fixation dans le sol sous-marin. Chacan des radiers est entouré par une enceinte circulaire 4 constituée d'un mur vertical raidi par des murs rayonnants 5 qui se prolongent à l'intérieur des colonnes et des flotteurs et participent à leur maintien, et forme une embase qui colporte en haut une dalle étanche 4a qui ferle l'espace annulaire entre le flotteur 3 et la paroi latérale de l'enceinte circulaire 4. Les murs des radiers ainsi que les parties élargies des colonnes constituant les flotteurs et les colonnes concentriques sont construits en béton de manière connue par la technique des coffrages glissants. Les radiers, les murs périphériques et les bases des colonnes et des flotteurs sont construits simultanément dans une souille ou un dock flottant jusqu'à la hauteur suffisante pour permettre & l'ensemble de flotter. Avant le lancement de ces éléments, on procède à leur entretoisement par un treillis métallique ou en béton qui a été préparé séparément dans un chantier sous forme d'éléments standardisés préfabriqués. Selon la figure 1, le treillis est constitué de trois panneaux plan formés par des poutres horizontales, disposées entre deux flotteurs voisins, entretoinées verticalement et obliquement. Les panneaux de treillis sont disposés selon les côtés du triangle dont les sonnets sont les centres des colonnes. La figure 6 montre une autre forme de réalisa- tion d'une plateforie selon l'invention, dans laquelle les radiers ne sont pas concentriques aux flotteurs et aux colonnes, mais ront excentré. L'avantage d'une telle construction sera précisée ultérieurement. Les figures 7 et 8 montrent deux étapes de la construction du treillis. Les cîbases 6, 7 et 8 sont construites de manière que deux murs radiaux voisins d'une même embase soient dans le prolongement d'un mur radial de chacune des deux autres embases. On place sur ces murs des éléments de poutres horizontales 9, 10, Il sur lesquels on viendra ancrer par précontrainte les poutres verticales 12, 14.Les entretoises diagona- les 15 sont mises cbn place à l'aide de grues 16 entre des plots 17, 18 de béton constituant les noeuds d'assemblage et 7 sont fixées sous précontrainte. On pose (figure 8) sur ces entretoises des poutres horizon- tale s 19 qui sont solidarisées avec le treillis déjà monté. Les extrémités des poutres sont fixées dans les flotteurs, par exemple, de la manière décrite dais le brevet français N0 2.448.600. La méthode décrite permet de réaliser dans les structures cylindriques en béton des plots d'assemblage utilisables aussi bien avec des treillis métalliques qu'avec des treillis en béton.Le corps creux destiné à recevoir le treillis (dans le cas de l'invention le corps creux correspondant aux flotteurs 3) présente au niveau des poutres horizontales 9, 10, 11, 19, 20, 21 (figure 1) et sur chacun des côtés du triangle dont les sommets sont au centre des colonnes, des volumes creux fermés délimités par des voiles de béton et une partie de la surface interne du flotteur. Ces volumes creux 22, 23, 24 reçoivent les extrémités des poutres, qui sont ainsi solidarisées à la structure du flotteur par bétonnage et mise sous contrainte. Lors de l'utilisation d'un treillis métallique, on coule du béton dans les volumes creux dont une des paroi est constituée par la plaque de liaison de la poutre portant des moyens de liaison i la structure. Les poutres horizontales sont reliées entre elles par des traverses 35 cornant avec lesdites pou tres ne structure hexagonale (figures 3 et 4). Lorsque la première travée de treillis, montrée figure 8, est solidarisée avec les embases et la partie inférieure des flotteurs, on procède au lancement de la structure et on continue la construction à flot de manière connue. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, la partie inférieure du treillis est remplacée par un mur perforé 25 sur lequel s'appuient les entretoises verticales 26, 27. Ce mur est construit par la technique des coffrages glissants simultanément avec la construction des parois cylindriques des flotteurs. La partie supérieure du treillis est montée i l'aide d'éléments préfabriqués comme dans l'exemple de la figure 1. Belon un autre exemple de réalisation non représenté, le treillis peut être remplacé totalement par un mur perforé. Les flotteur 3 de plus grand diamètre que les colonnes 1 sont raccordés à celles-ci par une partie conique 28. Les flotteurs ainsi que les colonnes servent pendant la construction à assurer le maintien an niveau voulu de la partie émergeante et, lors du remorquage, ils assurent la stabilité et la flettabilité de la plateforme. Du fait des distances imp@rtantes pouvant séparer les colonnes, la plateforme a une très benne stabilité lors du remorquage et permet l'équipement complet du pont avec les moyen de forage, de production et des quartiers d'habitaiton. Selon la forme de réalisation représentée figure 5, la plateforme comporte au moins deux ponts séparés, us pont 29 repesant sur l'extr6mité de deux colonnes, et un pont 30 indépendant supporté par la troisième colonne et relié au pont précédent par une passerelle 31. Le pont ou les ponts 29 porte les moyens de forage et/ou d'exploitation et le pont 30, les quar- tiers d'habitation qui se trouvent ainsi complètement séparés des zones dangereuses. La passerelle 31 relie les ponts 29 et 30. Les moyens de sauvetage sont placés sur l'extrémité la plus éloignée 32 du pont 30. La séparation structurelle des ponts d'expl@i- tation et de forage 29 et les quartiers d'habitation 30 procure une sécurité totale par@le fait qu 'un acci- dent tel qu'un incendie ou une explosion se produisant sur un des ponts et am@nant sa destruction plus ou moins complète, laisse intacts les autres ponts et permet la mise en oeuvre de moyens de sauvetage efficaces. La plateforme entièrement équipée est remorquée sur le site et est positionnée au-dessus du gabarit de forage 33 (figures 1, 2 et 3). De préférence, la plateforme sera excentrée par rapport à celuici de manière à faire correspondre les installations de forage du pont 30 avec le gabarit 33 qui se trouvera entre deux embases, mais vers l'intérieur ou l'extérieur par rapport au treillis. Le treillis sert éentuelle- ment à supporter les moyens de guidage des tubes de forage. Cette plateforme permet de séparer la construction des différents éléments de la structure et de les mener simultanément, donc de diminuer le tenps de construction. C'est ainsi que, pendant la construction des radiers et de la partie inférieure des colonnes et flotteurs, le treillis est construit en éléments dans un autre chantier et peut être assemblé sans perte de temps pendant la construction des colonnes. Un autre avantage de ce type de plateforme est qu'elle peut s'utiliser sur des fonds marins très meu- bles. La surface du pont, du fait de sa disposition, est indépendante de l'écartement entre colonnes, qui peut outre choisi pour - ebtenir un moment d'inertie de la surface de flottaisen suffisamment grand pour assurer une stabilité de forme à l'ensemble pendant la construction à flot et le remorquage jusqu'au site d'installation et ce malgré les très grandes charges existant sur le pont, qui remontent beaucoup le centre de gravité de l'ensemble;; - obtenir un déphasage important de l'action de la houle sur les colonnes (celle sur le treillis de liaison et très petite) puisque l'action de la houle sur une colonne est partiellement compensée par l'action sur une colonne plus lointaine solidaire de la première. Par exemple, deux colonnes d'une structure séparée de 7 (L étant la longueur d'onde de la houle) recevraient des poussées identiques mais opposées en direction pour une propagation de houle dans le plan des colonnes; - obtenir un très grand moment d'inertie des surfaces portant sur le sol afin de réduire la charge due au moment de renversement produit par l'action de la houle sur la structure. La réalisation d'une plateforme selon l'invention conforme à la figure 6, dans laquelle les radiers sont excentrés par rapport aux colonnes et aux flotteurs, permet de diminuer la charge au sol autant que désiré par augmentation du diamètre des radiers, sans modifier l'écartement des colonnes. Ceci permet d'adapter facilement wu dessin existant à des sites d'utilisation différents. La description a été faite & partir d'une structure & trois colonnes, nais il est évident que l'invention peut en comporter un nombre supérieur. REVENDICATIONS 1. Plateforme marine multicolonne susceptible d'entre posée sur un gabarit de forage comportant plus particulièrement des colonnes tubulaires reposant sur le fond sous-marin par des embases, caractérisée en ce que chaque embase (6, 7, 8) est constituée d'un radier (2) sur lequel sont maintenus concentriquement un flotteur (3) et une colonne (1), le flotteur entourant la colonne à partir du bas sur une partie de sa hauteur et en ce que la plateforme comporte au moins des pan seaux de treillis plans formés de parties horizontales (9, 10, 11, 19, 20, 21) reliant les flotteurs (3) et entretoisées par des entretoises verticales (12, 14) et diagonales (15), des traverses (35) reliant deux panneaux de treillis adJacents en formant avec les poutres horizontales une structure hexagonale. 2. Plateforie selon la revendication 1, caractérisée en ce que les radiers (2) sont placés excentriqueutent par rapport à l'axe des flotteurs (3). 3. Plateforme selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les panneaux de treillis sont constitués d'éléments préfabriqués en béton. 4. Plateforie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les panneaux sont constitués en partie de murs perforés (25) reliant entre eux les flotteurs (3). 5. Plateforme selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les colonnes portent au moins deux ponts (29, 30), séparés, reliés entre eux par au moins une passerelle (31), l'un des ponts (29) portant les moyens d'exploitation et de forage, l'autre (30) étant réservé aux quartiers d'habitation. 6. Plateforse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un panneau de treillis porte des noyons de guidage des tubes de forage.