Brevet FR2523612A1 — publié le 19830923

Appareil réglable pour supporter un tuyau immergé déposé à une grande profondeur au-dessus d'une dépression du fond marin La présente invention concerne un appareil réglable qui permet de supporter un tuyau immergé suspendu au-dessus d'une dépression dans des fonds marins situés à grande et moyenne profondeur, quelle que soit la distance entre le tuyau et le fond marin, et cela pour toute configuration, pente et nature du fond marin. On connaît déjà divers appareils réglables servant à supporter un tuyau suspendu au-dessus de dépressions formées dans des fonds marins de grande profondeur Certains de ces appareils ont pour inconvénient qu'ils sont très compliqués et que l'on est obligé de les descendre, à partir du navire de pose, sur le tuyau suspendu, cela au moyben de câbles de guidage fixés audit tuyau, ce qui fait qu'il est nécessaire d'utiliser des navires de pose pouvant être ancrés à une grande profondeur Ces inconvénients conduisent à des cots de mise en oeuvre élevés. Par contre, d'autres appareils n'exigent aucune liaison entre le tuyau et le navire de pose et permettent donc d'uti- liser une embarcation particulièrement économique, mais ont pour inconvénient d'avoir un poids global considérable, de sorte que l'on ne peut les utiliser que dans les cas o le tuyau devant être supporté se trouve à une distance appropriée du fond marin, et o le fond marin luimême est plat et exempt de tout manque d'uniformité. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités en créant un appareil réglable de structure simple et d'installation facile, dont le poids global est faible et qui peut être abaissé facilement, à partir d'un navire, sur le tuyau dont on doit assurer le support et qui est suspendu au-dessus d'une dépression, cela même dans le cas de fonds marins de grande profondeur. L'appareil réglable destiné a supporter un tuyau immergé ? 5 ? 3612 comprend une structure flottante supérieure qui permet à l'appareil d'être introduit dans la mer et d'être monté sur le tuyau à supporter, et une structure inférieure qui est constituée essentiellement par deux pieds télescopiques pouvant reposer sur le fond marin, et par deux demicolliers qui adhèrent à la surface du tuyau devant être maintenu soulevé. Plus spécifiquement, selon une des caractéristiques de la présente invention, l'appareil réglable comprend une structure supérieure, à savoir un dispositif de compensation, et une structure inférieure formant le support, la structure supérieure étant constituée par une poutre principale et un flotteur associé rigidement à la poutre au moyen d'un bâti, ladite poutre principale étant pourvue d'un dispositif servant à libérer les câbles qui sont fixés à ladite poutre afin de supporter la structure inférieure pendant son introduction dans la mer et son montage sur le tuyau, et deux crochets pour permettre à ladite structure inférieure d'être récupérée si besoin est, la structure inférieure étant constituée par deux pieds fixes, deux demi-colliers de dimensions appropriées destinés à supporter le tuyau, chacun de ces demi-colliers étant monté rigidement à une distance définie de l'extrémité des pieds fixes, deux pieds mobiles munis chacun d'une plaque de base et logés à l'intérieur des pieds fixes de telle sorte qu'une fois que les deux demicolliers reposent sur le tuyau, lesdits pieds mobiles glissent vers le bas jusqu'à ce qu'ils reposent sur le fond marin, moment auquel on les bloque alors sur lesdits pieds fixes, et deux plaques fixées rigidement aux extrémités supérieures des pieds fixes, lesdites plaques étant reliées l'une à l'autre à leur extrémité opposée à l'extrémité o elles sont reliées aux pieds, cela de manière telle que lesdites plaques peuvent tourner l'une par rapport à l'autre dans le même plan, un axe de longueur appropriée s'étendant au-delà desdites plaques étant placé perpendiculairement auxdites plaques (dans un mode de réalisation préféré de l'invention, cet axe se confond avec l'axe de rotation relative 25236 12 des deux plaques), un collier de guidage de dimension appropriée étant disposé à l'extrémité dudit axe et ayant pour but de faciliter l'accouplement du support au tuyau pendant sa pose, une entretoise étant enfin articulée à une desdites plaques et bloquant le mouvement de rotation du pied relié à l'autre plaque. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le dispositif servant à libérer les câbles de support et se trouvant sur la poutre en acier du dispositif de compensation est formé par un vérin hydraulique qui est actionné par un accumulateur hydropneumatique et dans lequel coulisse un piston à l'extrémité duquel est fixée une tête reliée par des bielles et des leviers "a un arbre auquel un mouvement de rotation est transmis par le mouvement du piston, ledit arbre étant lui- même relié aux câbles de support au moyen de leviers, d'axes et de tiges, cela de manière à transformer le mouvement de rotation en un mouvement rectiligne afin de pouvoir libérer lesdits câbles de support. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le glissement vers le bas des pieds mobiles bloqués à l'inté- rieur des pieds fixes au moyen d'axes appropriés est obtenu par rotation d'un levier associé rigidement à une came fixée a l'axe perpendiculaire aux plaques, la rotation du levier associé rigidement à la came faisant sortir les axes de leur siège, lesdits axes étant reliés indirectement à la came au moyen d'une tige, d'un levier antagoniste et de plusieurs ressorts, les pieds mobiles étant ainsi libérés des pieds fixes. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la rotation des pieds mobiles après leur libération des axes de retenue respectifs est empêchée par des guides appropriés se trouvant sur lesdits pieds mobiles,et par des billes maintenues en regard par un élément d'obturation ou bouchon et logé dans des sièges appropriés formés dans les pieds fixes. Selon une autre caractéristique de la présente invention, les pieds mobiles sont bloqués sur les pieds fixes, lorsqu'ils reposent sur le fond marin, par des chevilles qui sont placées dans des sièges appropriés formés dans les pieds fixes et qui sont introduits entre des dents correspondantes formées par usinage mécanique dans les pieds mobiles, ledit blocage etant effectué a l'aide d'un ou de plusieurs leviers placés à proximité des extrémités des pieds fixes et nou Hs rigie ment a plusieurs ressorts qui poussent lesdites chevilles contre lesdites dents. L'invention apparaîtra plus clairement dans la description détaillée donnée ci-après en référence aux dessins annexés qui représentent à titre purement illustratif et non limitatif un mode de réalisation préféré de l'invention et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective de l'ensemble comprenant le dispositif de compensation et de support; la figure 2 est un détail montrant comment les pieds mobiles sont libérés des pieds fixes; et les figures 3 et 4 représentent un détail montrant comment les pieds mobiles sont bloqués sur les pieds fixes du support. bur la figure 1, la référence 1 désigne une partie du tuyau immergé qui, du fait qu'il se trouve suspendu par suite du manque d'uniformité du fond de la mer, doit être supporté par l'appareil selon l'invention. Ledit appareil comprend une structure supérieure et une structure de support qui sont séparées l'une de l'autre. La structure supérieure est constituée par une poutre 2 en acier et par un flotteur parallélépipédique 3 qui est associé rigidement à la structure 2 au moyen d'un bâti. Sur la poutre de base de la structure est monté un vérin hydraulique 4 à double effet, dans lequel glisse un piston à l'extrémité duquel est fixée la tete 5 qui est reliée au levier 7 au moyen de bielles 6, ledit levier étant associé rigidement à l'arbre 8 qui, lui-même, est supporté par les supports 9 et 10 reliés à la poutre de base du bâti. Les leviers 11 et 12 sont fixés rigidement aux deux extrémités de l'arbre 8 et, à leurs extrémités, ils sont articulés aux tiges 13 et 14 au moyen d'axes 15 et 16 Les fentes de guidage 17 et 18 ménagées dans les leviers 11 et 12 permettent aux tiges 13 et 14, avec l'aide des axes 15 et 16, de transformer le mouvement rotatif de l'arbre 8, mouvement qui est transmis par le déplacement du piston du cylindre 4 aux bielles 5, 6 et 7, en un mouvement rectiligne de va-et- vient des tiges 13 et 14, en permettant ainsi aux câbles qui supportent le support d'être libérés Les tiges coulissent dans les bagues de guidage 21 et 22 qui sont fixées fermement aux oreilles 23 et 24 assujetties rigidement à la poutre de base de la structure supérieure. Les deux crochets 25 et 26 permettent la récupération du support par accrochage des câbles 19 et 20 à ces crochets. On actionne le cylindre 4 en le raccordant à l'accumu- lateur hydropneumatique 27 par rotation du levier de commande 29 de la valve 28 lors de leur actionnement, les valves 30 et 31 permettent au système de libération des câbles 19 et 20 d'être de nouveau monté sur un autre support La structure de support pour la partie de tuyau immergée comprend principale- ment deux structures symétriques articulées sur l'axe principal 32 sur lequel la came 33 et le collier de guidage 34 sont aussi montés librement Lors du déplacement vers la gauche du levier 35 qui est fixé rigidement à la came 33, les tiges 36 et 37, qui sont supportées par les supports respectifs 38 et 39, sortent de leursguidesrespectifs formés dans la came 33, l'effet de la poussée exercée par les ressorts 40 et 41 et à laquelle s'opposent les leviers fourchus 44 et 45 provoquant alors l'expulsion des axes 42 et 43, ce qui libère desdits axes 42 et 43 les pieds mobiles 46 et 47 qui sont maintenus à l'intérieur des pieds fixes 48 et 49 (voir aussi la figure 2). Les extrémités inférieures des pieds mobiles sont fixées aux plaques de base 50 et 51 du support au moyen d'une articu- )5 lation sphérique 52 et 53 Les faces inférieures des plaques de base 50 et 51 sont pourvues de dents qui pénètrent dans le tond marin de manière à, assurer un appui stable pour le support. Les dents représentées en détail sur la figure 4 sont formées sur les pieds coulissants 46 et 47, Les pieds fixes 48 et 49 sont fixés de façon rigide par leurs extrémités supérieures respectivement à la plaque 54 agissant comme élément mâle et à la plaque 55 agissant comme élément femelle, ces éléments étant accouplés l'un à l'autre par l'axe 32. Les demi-colliers 56 et 57 qui enserrent le tuyau immergé t sont reliés aux pieds fixes 48 et 49 par des goussets soudés appropriés. La plaque 54 est pourvue d'un trou logeant l'axe 58 sur lequel tourne l'entretoise 59. Lorsque les demi-colliers 56 et 57 enserrent le tuyau 1, le support repose sur le tuyau par l'intermédiaire du collier de guidage 34, et à' ce moment précis, l'entretoise 59 pénètre dans son siège 60, la came 61 est tirée vers le bas par le ressort 62 et le levier fourchu 63 se déplace également vers le bas car les câbles 19, 20 et 64 sont libérés du poids du support. Lorsque l'on a libéré les pieds mobiles 46 et 47 sur le fond de la mer en faisant tourner le levier 35 vers la gauche, on les bloque de nouveau sur les pieds fixes 48 et 49 en faisant tourner les leviers 65, 66, 67 et 68, dont les cames libèrent les ressorts b 9, 70, 71 et 72, ces ressorts libérés exerçant alors une poussée contre le cavalier 73, 74, 75, 76, dont les branches formant chevilles 77, 78 t, 79, 80 pénètrent dans la crémaillère usinée dans les pieds mobiles de manière à bloquer ces pieds (figure 3). Des sièges 61, 82, 83, 84 sont formés dans les pieds fixes à des endroits situés à l'opposé desdites chevilles, pour loger des billes 85, 86, 67, 88, qui pénètrent dans les rainures de guidage ménagées sur les pieds mobiles (figure 4). Les billes sont maintenues dans leurs sièges par les bouchons 89, 90, 91, 92. 252361 ? REVUNDICATIONS 1 Appareil réglable destiné à supporter un tuyau ( 1) immergé dans l'eau et suspendu au-dessus d'une dépression se trouvant dans un fond marin de grande ou moyenne profondeur, caractérisé par le fait qu'il comprend une structure flottante supérieure qui permet à l'appareil d'étr introduit dans la mer et d'être monté sur le tuyau devant être supporté, et une structure inférieure qui est constituée essentiellement par deux pieds télescopiques ( 46, 48; 47, 49) pouvant reposer sur le fond marin,et par deux demi-colliers ( 56, 57) qui adhèrent à la surface du tuyau devant être maintenu soulevé. 2 Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le tait qu'il comprend une structure supérieure, à savoir un dispositif de compensation, et une structure inférieure formant le support, la structure supérieure étant constituée par une poutre principale ( 2) et par un flotteur ( 3) associé rigidement à la poutre au moyen d'un bâti, ladite poutre principale étant pourvue d'un dispositif destiné à libérer les câbles qui sont reliés à ladite poutre pour supporter la structure inférieure pendant son introduction dans la mer et son montage sur le tuyau, et deux crochets ( 25, 26) pour permettre à ladite structure inferieure d'ëtre récupérée en cas de besoin, la structure inférieure étant constituée par deux pieds fixes ( 48, 49), deux demi-colliers ( 56, 57) de dimensions appropriées destinés à supporter le tuyau, chaque collier étant monté rigidement, a une distance déterminée de l'extrémité des pieds fixes, deux pieds mobiles ( 46, 48) dont chacun est muni d'une plaque de base ( 50, 51) et qui sont logés à l'intérieur des pieds fixes de telle sorte que, une fois que les deux demi-colliers reposent sur le tuyau, lesdits pieds mobiles glissent vers le bas jusqu'à ce qu'ils portent contre le fond marin, ces pieds mobiles étant alors bloqués dans lesdits pieds fixes, et deux plaques ( 54, 55) fixés rigidement aux extrémités supérieures des pieds fixes, lesdites plaques étant reliées l'une à l'autre à l'extrémité opposée à l'extremité o elles sont reliées aux pieds, cela de manière telle que lesdites plaques peuvent tourner l'une par rapport a l'autre dans le même plan, un axe ( 58) de longueur appropriée et s'étendant au-delà desdites plaques étant disposé perpendi- culairement à ces plaques, cet axe comportant à son extrémité un collier de guidage de dimension appropriée dont le but est de faciliter l'accouplement du support avec le tuyau pendant sa pose, une entretoise ( 59) étant finalement articulée à l'une desdites plaques et bloquant le mouvement de rotation du pied accouplé à l'autre plaque. 3 Appareil suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif destiné à libérer les câbles de support et se trouvant sur la poutre en acier du dispositif de compensation est formé par un vérin hydraulique ( 4) qui est actionné par un accumulateur hydropneumatique ( 27) et dans lequel coulisse un piston, a l'extrémité duquel est fixée une t 8 te ( 5) reliée par des bielles ( 6) et des leviers ( 7) à un arbre auquel un mouvement de rotation est transmis par le mouvement du piston, ledit arbre étant lui-même relié aux câbles de support au moyen de leviers ( 11 ', 12), d'axes ( 15, 16) et de tiges ( 13, 14) de manière à transformer le mouvement de rotation en un mouvement rectiligne afin de pouvoir libérer lesdits câbles de support ( 19, 20). 4 Appareil suivant la revendication 2, caractérisé par le rait que le glissement vers le bas des pieds mobiles bloqués à l'intérieur des pieds fixes au moyen d'axes appro- priés ( 42, 43) est obtenu par rotation d'un levier ( 35) associé rigidement à une came ( 33) fixée à l'axe ( 32) perpen- diculaire aux plaques, la rotation du levier associé rigidement à la came faisant sortir les axes ( 42, 43) de leur siège, lesdits axes étant reliés indirectement à la came au moyen d'une tige ( 36, 37), d'un levier antagoniste ( 44, 45) et d'un ressort ( 40, 41), les pieds mobiles étant ainsi libérés desdits pieds fixes. 5 Appareil suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les pieds mobiles, lorsqu'ils reposent sur le tond de la mer, sont bloqués dans les pieds fixes par des chevilles ( 77-ffl qui sont disposées dans des sièges appropriés formés dans les pieds fixes, et qui sont introduits dans l'espace correspondant entre des dents formées par usinage mécanique dans les pieds mobiles, ledit blocage étant exécuté a l'aide d'un ou de plusieurs leviers ( 65-68) places à proximité des extrémités des pieds fixes et reliésrigidement a plusieurs ressorts ( 67-72) qui poussent lesdites chevilles contre les- dites dents. 6 Appareil suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que l'axe ( 32) perpendiculaire aux plaques coïncide avec l'axe de rotation relative des deux plaques précitées.