Brevet FR2521095A1 — publié le 19830812

La présente invention concerne un caisson de travail destiné à permettre de mener à bien des réparations ainsi que des opérations de protection contre la corrosion, d'inspection, de maintenance et d'autres travaux, depuis la zone d'éclaboussement et en descendant jusqu'3 une profondeur pratique maximale, sur des installations en mer, des quais et des installations portuaires, des pipe-lines et d'autres structures constituées par du bois, de l'acier, du ciment, des matières plastiques, etc. Les structures ou installations sous l'eau, notamment dans l'eau salée, sont extrêmement sujettes à la corrosion et à d'autres dommages. Ceci est particulièrement vrai dans la zone dite d'éclaboussement, au niveau de laquelle il existe un apport d'oxygène abondant. De telles structures submergées ou submersibles sont de plus en plus utilisées, notamment du fait du développement de l'industrie pétrolière en mer au cours des dernières années. Dans ce domaine technique, on trouve de nombreuses structures ou installations, telles que des plates-formes de forage, des plates-formes de production, des plates-formes hôtels, des oléoducs, des gazoducs et d'autres installations.On a établi des normes de sécurité très rigoureuses pour les structures de ce genre et, par conséquent, des travaux d'inspection et de maintenance sont constamment nécessaires. I1 est évident qu'il est particulièrement difficile d'exécuter de tels travaux sur des structures submergées ou submersibles. Dans le cas des platesformes semi-submersibles, ces dernières peuvent évidemment être soulevées, de telle sorte qu'au moins une partie de leurs pieds est située au-dessus de la surface de l'eau, et elles peuvent également être remorquées ou poussées ou encore ramenées par leurs propres moyens jusqu'au dock le plus proche. Cependant, une telle procédure est particulièrement coûteuse du fait que la plate-forme doit être mise hors service. Dans le cas de plates-formes de production, une telle procédure ne peut généralement pas être suivie.En outre, pour des installations du genre pipe-line, du fait que ces dernières sont permanentes, il n'est pas possible d'effectuer des opérations d'inspection et de maintenance de la manière décrite ci-dessus. Par conséquent, l'invention vise à remédier à ces inconvénients en fournissant un appareil, plus particulièrement un caisson de travail, grâce auquel les travaux indiqués ci-dessus peuvent être exécutés d'une façon simple et peu coûteuse et dans lequel le personnel peut mener à bien ce travail en utilisant un équipement ordinaire et en étant soumis à une pression d'air au moins approximativement normale. Selon l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un caisson de travail qui est caractérisé par le fait qu'il est constitué par deux ou plusieurs sections de caisson, que les sections du caisson peuvent être verrouillées ensemble en contact les unes contre les autres, qu'au niveau du fond et du sommet du caisson, il est prévu un orifice destiné à l'introduction de l'organe, par exemple un pied de plateforme, en liaison avec lequel le caisson doit être utilisé, et qu'au niveau de l'extrémité supérieure du caisson, il est prévu un trou d'homme susceptible d'être monté d'une façon étanche. Selon une forme de réalisation préférée de 11inven- tion, le caisson présente une configuration cylindrique et est constitué par deux moitiés qui sont articulées ensemble au niveau de leurs bords longitudinaux en coincidence. Selon l'invention, des joints étanches sont prévus au niveau des bords contigus des demi-caissons et au niveau du bord de l'orifice pour recevoir l'organe en liaison avec lequel le caisson doit être utilisé. Selon une autre caractéristique de l'invention, un passage ou tunnel étanche à l'eau et orienté vers le haut est ménagé en liaison avec le trou d'homme destiné à l'accès du personnel. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, un mécanisme de fermeture à commande mécanique est destiné à faire pivoter les moitiés du caisson autour des articulations de manière à les rapprocher l'une de l'autre et éventuellement à les écarter l'une de l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de 1' inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs formes de réalisation possibles aussi bien que de certains détails de ces dernières, faite en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente une forme de réalisation d'un caisson de travail selon l'invention monté au niveau de deux emplacements différents sur les pieds d'une plate-forme de forage pétrolier la figure 2 représente une forme de réalisation du caisson de travail selon l'invention monté sur un pied tubulaire dans la zone d'éclaboussement ; la figure 3 représente schématiquement une vue en section droite prise à travers le caisson de travail représenté sur la figure 2 la figure 4 représente une vue de dessus du caisson de travail selon l'invention dans une position en cours de montage ;; la figure 5 représente un détail du dispositif d'étanchéité établi autour de l'organe en liaison avec lequel le caisson doit être utilisé, pour des profondeurs relativement modestes ; et les figures 6a, 6b, 6c et 6d représentent diverses autres formes de réalisation possibles du caisson de travail selon l'invention utilisé sur différentes structures ou installations. En se référant à la figure 1, celle-ci illustre comment une forme de réalisation d'un caisson de travail 1 selon l'invention peut être utilisée pour des travaux d'inspection et de réparation sur une plate-forme 2 de forage pétrolier en mer. Les pieds 3 et 4 de la plate-forme sont dans ce cas cylindriques et il est par conséquent pratique que le caisson de travail présente également une configuration cylindrique. Sur le pied 3, le caisson de travail 1 est disposé dans la zone d'éclaboussement, de telle sorte que le personnel peut pénétrer dans le caisson depuis l'air libre. Sur le pied 4, le caisson est fixé au-dessous de la surface 5 de la mer et le personnel doit alors pénétrer dans le caisson en passant par un puits d'accès 6 qui sera décrit plus en détail ci-apres. En se référant à la figure 2, celle-ci représente l'extérieur du caisson de travail un peu plus en détail. Le caisson de travail 1 est constitué par deux moitiés 7 et 8 sensiblement identiques. Dans l'exemple qui est illustré ici, le caisson est monté sur un pied tubulaire 3. Chaque moitié 7 et 8 constitue alors un demi-cylindre. Le caisson de Travail est scellé autour du pied au moyen de joints renforcés 9 et 10. Pour la sécurité, l'extrémité supérieure du caisson est munie d'une rembarde 11. Les deux demi-caissons 7 et 8 sont reliés à pivotement l'un à l'autre par une liaison d'articulation 12 disposée au niveau d'un bord longitudinal de ces derniers. Par conséquent, les deux demi-caissons peuvent être déplacés en direction l'un de l'autre et écartés l'un de l'autre autour du bord articulé, et ils sont montés sur le pied tubulaire 3 à l'état ouvert, comme cela est représenté sur la figure 4. Un pied tubulaire d'une plate-forme peut présenter un diamètre de 8 à 10 m ou plus et le caisson de travail selon l'invention présentera par conséquent des dimensions relativement importantes. De ce fait, il est nécessaire de prévoir un dispositif auxiliaire pour fermer les moitiés du caissonde manière à les faire passer de la position représentée sur la figure 4 à la position représentée sur la figure 2 par exemple. Dans la forme de réalisation qui est représentée à titre d'exemple sur les figures 2, 3 et 4, le dispositif de fermeture est constitué par un treuil 13 qui, dans ce cas, estSplacé au niveau de l'extrémité supérieure 14 du caisson. Dans cet exemple, le caisson de travail est monté de manière que son extrémité supérieure soit disposée au-dessus de la surface de l'eau, de telle sorte que cette disposition du treuil soit possible. Si le caisson de travail 1 doit être disposé entièrement sous l'eau, comme cela est représenté sur le pied 4 de droite dans la figure 1, il peut être nécessaire de dresser un pont auxiliaire 15 (figure 1) sur lequel est placé le treuil. Dans l'exemple qui est représenté, trois câbles 1, -17 et 18 provenant du treuil passent sur des poulies à gorge directionnelles 19, 20 et 21 pour atteindre le bord du demi-caisson opposé 8. Dans ce cas, les câbles sont fixés sur un organe de guidage conique qui porte contre des orifices ménagés dans le bord longitudinal du demi-caisson 7, assurant ainsi une venue en butée correcte des deux moitiés du caisson. Au niveau de l'extrémité supérieure 14, le caisson de travail comporte deux écoutilles pour l'introduction des tuyaux d'air, du personnel et de l'équipement. Comme cela a été décrit ci-dessus, le caisson de travail est monté à l'état ouvert, comme représenté sur la figure 4. Le caisson de travail sera ainsi partiellement ou complètement rempli d'eau lorsqu'il aura été monté en position. Pour évacuer cette eau, il est prévu des pompes 22 et 23 disposées au niveau du fond du caisson. A l'intérieur du caisson, il est-prévu des échaffaudages 24 qui sont représentés par des traits interrompus sur la figure 3. Comme cela est représenté, ces échaffaudages doivent être montés de manière à être disposés aussi près que possible de l'horizontale lorsque le caisson est en position montée. Comme représenté sur la figure 2, il est également prévu un panneau de secours 25 formant une trappe d'échappement sous l'eau et il existe également une échelle 26 disposée à l'extérieur du caisson. Le panneau de secours peut être ouvert à la fois de l'extérieur et de l'intérieur. En cas d'urgence, il peut être entièrement libéré par saccades avec l'aide, par exemple,d'un navire d'appoint. En se référant à la figure 3, des entretoises ou éléments raidisseurs 27 sont montés à proximité du milieu du caisson de travail. Ces éléments peuvent être constitués par de solides madriers en bois placés selon un cercle autour du pied 3 et portant contre les parois du caisson sous un angle d'environ 50 par rapport au pied. Sous le choc des vagues et des vibrations, les poutres en bois occupant cette position forment une couronne de support particulièrement efficace à l'intérieur du caisson de travail, du fait que les madriers sont amenés à fléchir quelque peu et à fournir ainsi un renforcement efficace de la paroi du caisson. Comme cela a été mentionné ci-dessus, les deux moi tiés du caisson de travail sont reliées l'une à l'autre au moyen d'une liaison d'articulation. Cette liaison d'articulation doit être réalisée de manière à pouvoir coulisser e-n relation avec les deux bords én butée des moitiés de caisson afin de permettre à ce dernier de pouvoir être monté sur le pied 3. Du coté articulation, en plus des articulations, il est également prévu une liaison au moyen de boulons qui peuvent être serrés de telle sorte que des joints disposés le long des bords en butée du caisson sont fermement serrés et scellés ensemble. Pendant cette opération de serrage et d'étanchéité, les joints 9 et 10 disposés autour du pied de la plate-forme doivent être complètement lâches.Par conséquent, ces joints 9 et 10 doivent correspondre à une construction particulière, la figure 5 représentant une forme de réalisation possible d'un tel joint. L'étanchéité est obtenue au moyen d'une bague ou bande continue 28 de caout chou, qui présente un profil large et massif et qui est destinée à être disposée autour du pied de la plate-forme. Sur le côté de la bande qui est destiné à être en contact avec le pied, il est prévu deux joints annulaires creux 29 qui sont constitués par des tuyaux de caoutchouc souple pouvant être gonflés avec de l'air ou un fluide sous pression. A à l'extérieur de la bande ou bague 28, il existe un sabot de serrage qui est divisé en plusieurs tronçons 30 et qui presse étroitement la bande de caoutchouc contre le pied 3. Chaque tronçon annulaire 30 est fixé de façon mobile au niveau du bord de l'orifice 31 qui est prévu au sommet et au fond du caisson. Lorsque le caisson, dans la position représentée sur la figure 4, doit être placé autour du pied 3, les boulons 32 sont libérés jusqu'à ce que le caisson soit en place. Après cela, les tronçons 30 sont fermement serrés contre le joint 28 de telle sorte que ce dernier est pressé fermement et de façon étanche contre le pied 3. Au niveau du bord supérieur de la bande de caoutchouc 28, il est prévu de fixer une bande de métal 33,qui peut être fendue transversalement selon des intervalles réguliers. Deux solides bandes 34 d'acier entourent la totalité du joint 28 au niveau de l'une des extrémités de ce dernier et ces bandes peuvent être tirées ensemble mécaniquement ou hydrauliquement.Au niveau du bord opposé du joint 28, un câble 35 d'acier enroulé autour du joint selon deux spires et ces dernières peuvent être torsadées ensemble, par exemple au moyen d'un dispositif mécanique. En se référant aux figures 6a, 6b, 6c et 6d, cellesci illustrent quatre exemples de configurations possibles pour le caisson de travail, autres que la configuration cylindrique étudiée ci-dessus. La figure 6a représente un caisson de forme triangulaire, destiné à être utilisé sur un noeud de pipe-lines.La figure 6b représente un caisson dont la forme est destinée, par exemple, à un pied de plate-forme comportant une entretoise ou un organe raidisseur dirigé vers le haut en diagonale. La figure 6c représente un caisson de travail dont la configuration est destinée à un pied droit et vertical comportant une entretoise ou un organe raidisseur horizontal. La figure 6d représente un caisson de travail cylindrique destiné à être utilisé sur un pipe-line horizontal immergé. Comme cela a été mentionné précédemment, le caisson est accessible à partir de son extrémité supérieure. A-cet effet, au moins un trou d'homme 36 est disposé du côté supérieur ou pont du caisson. Lorsque la partie supérieure du caisson 1 est située au-dessus de la surface de l'eau, le personnel peut pénétrer directement dans le caisson en passant par le trou d'homme, qui est ensuite rendu étanche à l'eau au moyen d'un couvercle. Cependant, si le caisson est complètement immergé , comme cela est représenté du côté droit de la figure 1 et sur la figure 6d, il est nécessaire de prévoir un passage ou puits d'accès 6 descendant jusqu'au trou d'homme. Ce puits doit naturellement être fixé de façon étanche à l'orifice du trou d'homme. En plus de ce trou d'homme, il peut être prévu un ou plusieurs orifices supplémentaires ménagés dans la partie supérieure du caisson, pour l'introduction des tuyaux d'air, des conduites hydrauliques, des câbles électriques et des organes similaires. I1 est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nullernent limitatif et qu'on pourra y apporter toutes modifications utiles, notamment dans le douzaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Caisson de travail destiné à être utilisé dans des travaux sous-marins sur un pied de plate-forme, un pipeline, un noeud de pipe-linesou des éléments similaires, caractérisé par le fait que ce caisson (1) est constitué par deux ou plusieurs sections (7,8) de caisson, que les sections de caisson peuvent être verrouillées ensemble en contact les.unes contre les autres, qu'au niveau du fond et du sommet du caisson il est prévu un orifice (31) destiné à l'introduction de l'organe, par exemple un pied (3) de plate-forme, en liaison mvec lequel le caisson doit être utilisé, et qu'un trou d'homme (36) étanche est ménagé dans la partie supérieure du caisson (1). 2. Caisson de travail suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ce caisson présente une configuration cylindrique et est constitué par deux moitiés qui sont articulées ensemble (en 12) au niveau de leurs bords longitudinaux en coincidence. 3. Caisson de travail suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les sections de caisson (7, 8) comportent des joints (9, 10) au niveau de leurs bords contigus et au niveau du bord de l'orifice (31) destiné à l'introduc tion de l'organe avec lequel le caisson doit être utilisé. 4. Caisson de travail suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un passage ou tunnel (6) étanche à l'eau et orienté vers le haut, en relation avec le trou d'homme (36). 5. Caisson de travail suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un mécanisme de fermeture à commande mécanique (13, 16, 18, 19, 20, 21) destiné à faire pivoter les sections de caisson (7, 8) autour des articulations (12) de manière à les rapprocher l'une de l'autre et éventuellement à les écarter l'une de l'autre. 6. Caisson de travail suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend une ou plusieurs pompes (22, 23) disposées à l'intérieur du caisson (1). 7. Caisson de travail suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les articulations (12) sont disposées à coulissement sur au moins l'une des sections (7,R) de caisson, transversalement par rapport à leurs bords longitudinaux en butée, et qu'au niveau du côté à articulation du caisson, ce dernier comprend un moyen pour tirer les bords en butée des sections de caisson 1' une vers l'autre du côté articulation.