Brevet FR2529253A1 — publié le 19831230

La présente invention concerne un dispositif de descente et de connexion des quatre lignes-guides sur des poteaux-guides installés sur une station sous-marine, ainsi qu'un procédé pour la mise en oeuvre d'un tel dispositif. Au cours des opérations exécutées sur des puits sous-marins, il est souvent nécessaire de retourner à l'installation sous-marine pour y effectuer des opérations de service et d'entretien, notamment la récupération ou l'évacu- ation de certains équipements de puits et l'installation d'autres équipers ments de puits. La rentrée dans une telle installation est réalisée en utilisant un ou plu- sieurs câbles de guidage Dans le système faisant l'objet d'une demande de brevet n O 7800837 au nom de la demanderesse, on a proposé d'effectuer une rentrée dans une installation sous-marine en faisant glisser le long d'une ligne-guide connectée à une colonne-guide rétractable fixée sur la station sous-marine un châssis supporté partiellement par des câbles de guidage à installer et portant un équipement complémentaire de solidarisation avec la tête de puits. La descente du châssis s'effectuant par coulissement d'un élément cylindri- que sur la colonne-guide, la mise en place des quatre lignes-guides n'est pas aisée Une station sous-marine est souvent encombrée-par de multiples équipements d'une tête de puits et, de ce fait, les poteaux-guides sur lesquels on doit connecter les lignes-guides ne sont pas facilement accessi- bles L'encombrement latéral est souvent tel, qu'il n'est pas possible d'y accéder par des cloches de plongée ou autres équipements lourds. La présente invention a pour but de proposer un système permettant la pose et la connexion des quatre lignes-guides simultanément au cours d'une seule opération commandée à distance et ceci, quel que soit l'encombrement de la tête de puits. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de descente et de connexion des quatre lignes-guides sur des poteaux-guides installés sur une station sous-marine comportant un appareillage de puits tel qu'une colonne- guide, une tête de puits et quatre poteaux-guides, dont les extrémités su- périeures sont situées à un niveau nettement inférieur à celui de la tête de puits, apte à être guidé dans sa descente le long de la ligne-guide arri- mée à la colonne-guide. Il est caractérisé en ce qu'il comporte un châssis à quatre bras radiaux, dont l'un porte un entonnoir de guidage destiné à coulisser le long de la ligne-guide et muni de galet susceptible de coopérer avec des rampes héli- coidales de la colonne-guide pour permettre l'orientation angulaire du châ- ssis, tandis que dans l'axe central longitudinal du châssis est fixé aux bras radiaux un connecteur central apte à être verrouillé sur la tête de puits, l'extrémité de chaque bras étant solidaire d'un premier tube, à l'in- térieur duquel est monté en coulissement télescopique un second tube, les deux tubes étant traversés par un câble portant à son extrémité un connec- teur orientable, des moyens de retenue du câble dans le second tube, de fa- çon à ce que le second tube accompagne le cable dans la descente de ce der- nier et coulisse à l'intérieur du premier tube fixe, ainsi que des moyens pour opérer ledit coulissement. Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, les moyens de retenue du cable dans le second tube consistent en un épaulement intérieur placé vers l'extrémité supérieure du second tube, dans lequel prend appui uneolive sertie sur le câble. Selon une première variante, les moyens pour faire coulisser le second tube dans le premier consistent à munir le second tube d'un lest, de façon à ce qu'en relâchant la tension du cable, le second tube coulisse sous l'effet de son poids. Selon une autre variante, les moyens pour faire coulisser le second tube consistent à rendre solidaire l'un desdits tubes du piston d'un vérin et l'autre du corps de ce vérin, de façon à ce que le second tube soit mainte- nu en position relevée, puis coulisse sous l'effet du vérin. L'invention a également pour objet un procédé de descente et de pose des quatre lignes-guides au moyen du dispositif ci-dessus, caractérisé en ce qu'on descend le châssis en profondeur de mer le long de la ligne-guide au moyen d'un train de tiges fixé audessus du connecteur central, les cables passant à l'intérieur de tubes étant tendus à tension constante, de façon à ce que les olives soient appliquées contre les épaulements intérieurs mé- nagés dans les seconds tubes, on continue la descente jusqu'à la rentrée de l'entonnoir de guidage de la ligne-guide sur la colonne-guide et l'orien- tation angulaire du châssis et jusqu'à la pose du connecteur central sur la tête de puits, les quatre connecteurs suspendus aux cables se trouvant alors à une certaine distance audessus des extrémités supérieures de poteauxgui- des, on fait descendre les quatre cables en relâchant leur tension et, éven- tuellement, en faisant fonctionner les vérins, jusqu'à la pose et le verrou- illage des connecteurs sur les poteaux-guides. D'autres particularités de l'invention apparaîtront à la lumière de la des- cription, qui suit, des exemples d'applications illustrés par les dessins, dont la figure 1 représente une vue de dessus du dispositif la figure 2 une vue en élévation selon F de la figure 1 la figure 3 une vue en coupe selon A-A de la figure 1 la figure 4 une vue en élévation d'une variante de réalisation la figure 5 une vue de dessus de ladite variante, et la figure 6 une vue en coupe selon C-C de la figure 4. Le dispositif comprend un ch Assis en forme de cadre rectangulaire composé de poutrelles ou tubes 1 fixés par soudure aux quatre coins aux quatre tu- bes verticaux fixes 2 Des poutrelles ou tubes obliques 3 consolident la liaison entre le cadre et les tubes 2. Quatre bras radiaux 4 disposés en croix partent en diagonale à partir de chaque coin et sont soudés aux tubes 2 et soutenus par des poutrelles ou tubes obliques 5. Dans l'axe longitudinal du chassis est fixé aux bras radiaux 4 un connec- teur central 6 destiné à être verrouillé sur la tête de puits et porté par un train de tiges désigné schématiquement en 7 (fig 3). L'un des quatre bras porte, entre ses extrémités, un entonnoir 8 de guidage destiné à guider le châssis dans sa descente le long d'une ligne-guide in- stallée au préalable sur une colonne-guide faisant partie de l'équipement de la tête de puits L'entonnoir 8 est associé à un ensemble de guidage non représenté, tel que par exemple décrit dans la demande de brevet N 07800837 au nom de la demanderesse, comportant des moyens pour orienter angulaire- ment le châssis par rapport à l'emplacement des poteaux-guides, sur les- quels les quatre lignes-guides doivent être fixées. Aux quatre-coins du châssis rectangulaire sont placés, solidaires du châ- ssis, des tubes 2, dont les extrémités inférieures se terminent par des sièges 9 de section rétrécie, permettant la prise d'appui du tube sur des connecteurs 10, par exemple du type décrit dans la demande de brevet n' 81 00463 au nom de la demanderesse A l'intérieur de chaque tube 2 est placé en coulissement télescopique un autre tube 11, dont la double paroi est lestée de plomb et qui pèse approximativement 500 kg A sa partie su- périeure, le tube 11 possède une section rétrécie présentant un épaulement 13, à l'intérieur duquel prend appui une olive 14 sertie sur un câble 12 qui, glissé à l'intérieur des tubes 2 et Il par une fente longitudinale 32 refermée par une porte 34 (figures 4 et 6), les traverse et porte à son extrémité inférieure le connecteur 10. A la figure 3, on a représenté schématiquement un élément de base 20 dela station sous-marine comprenant une tête de puits-centrale 21, une colonne- guide 22 et un mandrin 23, tandis que des poteaux-guides 24 sont installés à un niveau en dessous de l'élément de base 20 On voit, que l'extrémité inférieure du tube 2 se trouve au dessus à une certaine distance de l'extré- mité supérieure du poteau-guide 24, lorsque le connecteur central 6 repo- se sur la-tête de puits 21 et le tube il est en position relevée. La mise en oeuvre du dispositif décrit est la suivante Une ligne-guide non représentée, est tendue entre une structure flottante se trouvant au dessus de la station sous-marine et la colonne-guide 22. Les tubes 2 et 11 étant munis d'une fente longitudinale 32, on glisse les câbles 12 à l'intérieur de ces tubes en veillant à ce que les olives 14 soient logées dans les épaulements 13 On munit les extrémités de câbles 12 de connecteurs 10, de façon à ce qu'ils prennent appui sur les sièges 9 présents aux extrémités inférieures de tubes 2 On glisse la ligne-guide arrimée à la colonne-guide au fond de la mer dans l'entonnoir 8 et on fait descendre le long de cette ligne le châssis au moyen du train de tiges 7 fixé au connecteur central 6 solidaire du châssis. La tension des câbles est maintenue constante à une valeur légèrement su- périeure à 500 kg dans chaque câble, ce qui a pour but de placer l'olive 14 en contact avec l'épaulement 13 Les tensions dans les câbles étant in- férieures au poids du châssis, le restant du poids est supporté par le train de tiges 7 servant à la manoeuvre de descente et de remontée du châssis. Les tubes lestés il montés en coulissement à l'intérieur-de tubes fixes 2 prennent appui sur les câbles 12 par l'intermédiaire des olives 14 serties sur ces câbles et logées dans les épaulements 13 desdits tubes 11. Grâce au système incorporé à l'entonnoir 8 et permettant l'orientation sé> lective du châssis par rapport à la fois à la tête de puits 21 et aux po- teaux-guides 24, le châssis est orienté angulairement de façon appropriée. Lorsque le connecteur 6 vient de se poser en appui sur la tête de puits 21, les connecteurs 9 se trouvent dans l'alignement au dessus de poteaux- guides 24 On relâche la tension des câbles 12 et les connecteurs 9 de- scendent sous l'effet du poids de tubes lestées 10, pénètrent à l'intérieur de poteaux-guides 24 et sont verrouillés grâce au mécanisme de verrouillage qu'ils comportent. Selon une variante de réalisation représentée aux figures 4,5 et 6, le tube coulissant dans le tube fixe 2 n'est pas lesté A sa partie supérieure, le câble est retenu également au moyen d'une olive 13 sertie et logée dans l'épaulement 14, de façon à ce que le câble accompagne le tube 11 dans sa descente Le coulissement du tube 11 est assuré au moyen de vérins Dans sa forme représentée, entre des consoles 36 et 37 solidaires du tube fixe 2 sont fixés deux corps de vérins 30 et 31, tandis que l'extrémité supérieure des pistons 33 est fixée sur une plaque 35 au moyen de vis 36, la- quelle plaque est solidaire de l'extrémité supérieure du tube 11 Le câble 12, que l'on glisse à l'intérieur des deux tubes 2 et 11 grâce a la fente 32 refermée par des portes 34 est retenu à l'extrémité supérieure du tube 11. L'opération utilisant cette variante est similaire à celle déjà décrite. La tension des câbles est mailtenue à une valeur constante lors de la de- scente et le second tube reste en position relevée grâce à l'action de vérins Lorsque le connecteur central 6 repose sur latête de puits 21, on fait actionner les vérins 30 et 31 pour opérer le coulissement vers le bas du tube télescopique 11 entrainant dans sa descente le cable 12, jusqu'à ce que les connecteurs 10 rencontrent les poteaux-guides 24. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation exposés ci-dessus, de nombreuses variantes et adaptations peuvent y être apportées, sans sor- tir du cadre de l'invention En particulier, d'autres dispositifs de re- tenue du cable dans le tube coulissant que l'olive logée dans un épaule- ment intérieur peuvent être utilisés, ainsi que d'autres agencements du châssis et de son équipement Par exemple, au lieu de munir les quatre tubes coulissant de moyens aptes à favoriser leur descente, tels que le lestage ou des vérins, on peut n'en munir que deux tubes sur quatre, opposés en diagonale. REVENDICATIONS. 1 Dispositif de descente et de connexion des quatre lignes-guides sur des poteaux-guides installés sur une station sous-marine comportant un appa- reillage de puits, tel qu'une colonne-guide, une tête de puits et quatre poteaux-guides dont les extrémités supérieures sont situées à un niveau nettement inférieur à celui de la tête de puits, apte à être guidé dans sa descente le long de la ligne-guide arrimée à la colonne-guide, carac- térisé en ce qu'il comporte un chassis & quatre bras radiaux ( 4), dont l'un porte un entonnoir de guidage ( 8) destiné à coulisser le long de la ligne-guide et muni de galets susceptibles de coopérer avec des rampes hélicoïdales de colonne-guide pour permettre l'orientation angulaire du châssis, tandis que dans l'axe longitudinal du châssis est fixé aux bras radiaux ( 4) un connecteur central ( 6) apte à être verrouillé sur la tête de puits ( 21), l'extrémité de chaque bras ( 4) étant solidaire d'un premier tube fixe ( 2), à l'intérieur d&equel est monté en coulisse- ment télescopique un second tube ( 11), les deux tubes étant traversés par un câble ( 12) portant à son extrémité un connecteur orientable ( 10), des moyens de retenue du câble dans le second tube ( 1:1), de façon à ce que le second tube accompagne le câble dans sa descente et coulisse à l'intérieur du premier tube fixe ( 2), ainsi que des moyens pour opérer ledit coulissement. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens de retenue du câble dans le second tube ( 11) consistent en un épaul e- ment intérieur ( 13) placé vers l'extrémité supérieure du second tube, dans lequel épaulement est logée une olive ( 14) sertie sur le câble ( 12) . 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des moyens pour faire coulisser le second tube ( 11) dans le premier ( 2) con- sistent à munir le second tube d'un lest, de façon à ce qu'en relâ- chant la tension du câble, le second tube coulisse sous l'effet de son poids. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'en position relevée du second tube ( 11), l'olive ( 14) reste appliquée contre l'épau- lement ( 13) ménagé à l'extrémité supérieure du second tube et le câble ( 12) tendu à tension constante pendant la descente du châssis supporte par l'intermédiaire de l'olive le poids du second tube. 5 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des moyens pour faire coulisser le second tube ( 11) dans le premier ( 2) consistent à rendre solidaire l'un desdits tubes du piston ( 33) d'un vérin et l'autre du corps ( 30,31) de ce vérin, de façon à ce que le second tube soit maintenu en position-relevée, puis coulisse, sous l'effet du vérin. 6 Procédé de descente et de pose des quatre lignes-guides au moyen du dispositif selon l'une des revendications l à 5, caractérisé en ce qu'on descend le châssis en profondeur de mer le long de ligne-guide au moyen d'un train de tiges fixé au dessus du connecteur central, les câbles passant à l'intérieur de tubes étant tendus à tension constante de façon à ce que les olives soient appliquées contre les épaulements intérieurs ménagés dans les seconds tubes, on continue la descente jusqu'à la rentrée de l'entonnoir de guidage de la ligne-guide sur la colonne-guide- et l'orientation angulaire du chassis et jusqu'à la pose du connecteur central sur la tête de puits, les quatre connecteurs sus- pendus aux cables se trouvant alors à une certaine distance au dessus des extrémités supérieures de poteauix-guides, on fait descendre les quatre câbles en relâchant leur tension jusqu'à la pose et le verrou- illage des connecteurs sur les poteaux-guides. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la descente des quatre câbles s'effectue sous l'effet du poids des tubes lestés entrai- nant en descente les câbles par l'intermédiaire des olives et en relâ- chant la tension des câbles. 8 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la descente des câbles s'effectue en faisant fonctionner les vérins, dont les pistons exercent un effort sur les seconds tubes téléscopiques pour les faire descendre en les entrainant par l'intermédiaire des olives serties sur les câbles.