Brevet FR2528465A1 — publié le 19831216

La présente invention concerne un procédé pour l'exploitation en milieu glaciaire d'une plate-forme de forage, ou analogue, du type supporté au moyen de jambes de support sur le fond de la mer Elle s'étend à des équi- pements pour l'application de ce procédé à des plate-formes de forage de types connus. Des plate-formes de forage avec suppcrt sur le fond de la mer du type dénommé "jack-up" (à vérins de levage) sont habituellement construites pour des conditions de pleine eau en mer libre Cependant la prospection pétrolière est effectuée aujourd'hui également dans des zones qui sont recouvertes, au moins au cours d'une partie de l'année, totalement ou partiellement, par de la glace Des plate- formes de forage spéciales pour des conditions glaciaires ont été construites et elles sont habituellement conçues comme des constructions flottantes ou supportées sur le fond de la mer avec aucune possibilité d'ajustement en hauteur. Les plate-formes à vérins de levage traditionnelles ne peuvent pas être utilisées dans des zones o des problèmes glaciaires peuvent se poser En conséquence, on est con- traint d'utiliser des constructions coûteuses, absolument protégées contre la glace, dans des zones o des conditions glaciaires sont peu sérieuses et o le risque de glaces n'est qu'occasionnel. Il a été suggéré d'utiliser un transfert de chaleur et/ou des moyens brise-glace de protection contre l-a glace (brevet US 3 759 046 et document suédois N O 391 549). Le brevet US N O 4 102 144 décrit un bouclier anti-glace déplaçable verticalement et rotatif Cependant aucune de c es constructions n'est particulièrement efficace dans des conditions de présence de glace réelles, parce qu'elles ne détectent pas la nature réelle de la glace naturellement mobile, ni la pression causée par cette glace. La présente invention a pour but de créer un procédé pour la modification d'une plate-forme de forage tradition- nelle supportée sur des jambes, de telle sorte qu'elle puisse Ctre utilisée dans des conditions de présence de glace. Dans ce but le procédé de l'invention est caracté- risé en ce que les portions de la plate-forme cli sont à protéger contre la pression de la glace/sont pourvues de structures protectrices audessous de la plate-forme, la plate-forme et/ou ces structures protectrices étant, dans des conditions de présence de glaces, abaissées le long des jambes de support Jusqu'à un niveau auquel les structures protectrices se trouvent situées en partie au- dessous de la surface de l'eau. Grâce à ces mesures, on obtient, dans une plate- forme de ce type, que la tige de forage et les jambes de support soient protégées à l'égard de la charge hori- zontale causée par un champ de glace mouvant. Suivant un mode de réalisation de l'invention, les structures protectrices sont prévues pour pouvoir être ajustées en position verticalement Ainsi, il n'est pas nécessaire d'ajuster la position verticale de la plate- forme elle-même, ce qui représenterait une opération lente et compliquée. La po rtion des structures protectrices, qui provoque le recourbement de la glace, peut être en forme de cône convergent en direction du recourbement et présenter une extension verticale égale à au moins deux fois l'épaisseur de la glace à briser. L'inclinaison de la surface de recourbement par rapport à un plan horizontal est choisie comprise entre et 65 , et, de préférence, entre 35 et 55 . Une portion en forme de tube peut être fixée sur l'extrémité inférieure de la portion en cône de la structure protectrice L'extension axiale de cette portion en tube est, de préférence, égale à au moins un quart de l'extension axiale de la portion en forme de cône. Dans le cas o les structures protectrices et la tige de forage ainsi que les jambes de support sont construites de telle manière que cet ensemble présente une surface de section transversale différente en directions différentes, les structures sont prévues pour pouvoir être tournées autour d'un axe vertical, de telle sorte que leur section transversale la plus favorable puisse toujours être tournée contre la pression de la glace. Etant donné que les jambes de support d'une plate- forme montée sur vérins ont habituellement une constitution telle qu'elles n'offrent qu'une faible résistance à la pression de la glace, il est important que ces jambes de support soient également pourvues de structures protectrices qui réduisent la pression horizontale exercée sur elles par la glace En vue d'un ajustement vertical de ces structures protectrices, il est avantageux d'utiliser le même disposi- tif à crémaillère, ou autre moyen de transmission de force, qui est prévu pour l'ajustement vertical de la plate-forme elle-même Les structures protectrices des jambes de support ou de certaines de ces jambes, et de protection de la tige de forage peuvent être intégrées dans un ensemble unitaire déplaçable verticalement indépendamment de la plate-forme. La position verticale des structures protectrices des jambes de support peut être choisie de telle sorte que le couple de basculement et retournement engendré par la charge de la glace soit équilibré par sélection du recour- bement de la glace, soit vers le haut, soit vers le bas, sur différentes jambes de support, de manière à engendrer des forces de réaction verticales appropriées pour l'équi- librage. L'invention est décrite ci-après à l'aide d'un exemple avec référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 représente une plate-forme de forage conforme à l'invention dans des conditions de pleine eau libre; la figure 2 est une vue de la même plate-forme de forage dans des conditions avec présence de glace, et la figure 3 montre une variante d'utilisation de la plate-forme de la figure 1 en présence de glace. Dans les figures, la référence 1 désigne la plate- forme de forage proprement dite et la référence 2 désigne les jambes, au moyen desquelles la plate-forme 1 est sup- portée sur le fond 3 de la mer. La plate-forme 1 comprend une tour de forage 4, des locaux de séjour et équipements de service 5, ainsi que d'autres bâtiments et équipements nécessaires, non re- présentés aux dessins Dans la tour de forage 4 est montée une tige de forage 6 pourvue d'un trépan à son extrémité inférieure pour forer un trou dans le terrain formant le fond de la mer. Lorsque la plate-forme de forage opère en mer libre, la distance h entre le fond de la plate-forme 1 et la surface de l'eau est suffisamment grande pour que des vagues, même très hautes, ne puissent pas heurter la plate-forme 1, suivant un principe commun à toutes les plate-formes à vérins de soulèvement. Un mode d'utilisation de l'invention est représenté dans la figure 2 Dans des conditions d'emploi en présence de glace sur la mer, la plate-forme 1 est abaissée sur ses jambes de support 2 suffisamment pour que des struc- tures de protection 7 fixées à la plate-forme, disposées autour de la tige de forage 6 et, de préférence, également autour des jambes de support 2, soient positionnées au- dessous de la surface de l'eau, de telle sorte que la glace mouvante 8 flottant sur la surface vienne heurter la portion supérieure conique des structures protectrices et soit brisée en morceaux par recourbement autour de la surface conique de chaque structure Il est nécessaire pour cela d'assurer que les structures protectrices 7 ont une extension suffisante autour de la surface de l'eau. Il est habituellement suffisant que les structures descendent à un niveau d'au moins cinq mètres au-dessous de la surface. ú 528465 La figure 3 montre un procédé plus sophistiqué d'uti- lisation de la plate-forme de la figure 1 dans des con- ditions en présence de glace Conformément à cette variante de réalisation, seules les structures protectrices 7 sont prévues déplaçables verticalement Elles peuvent être pourvues d'une portion 7 a destinée à recourber la glace vers le bas La force de réaction verticale causée par ce recourbement de la glace peut alors être utilisée pour améliorer la stabilité de l'ensemble de construction de la plate-forme représentée dans la figure 3. En appliquant l'invention de la manière représentée, une plate-forme normale du type à vérins de soulèvement peut être utilisée même dans des conditions sévères de présence de glace Dans un cas extrême, lorsqu'il y a risque que la plate-forme creuse soit détruite par une pression trop élevée de la glace, la plate-forme 7 peut être abaissée de telle sorte que, par son poids propre, elle brise en morceaux la masse de glace autour des jambes de support, après quoi elle est à nouveau élevée hors de son contact direct avec la glace. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et diverses modifications sont possibles sans sortir du domaine de l'invention. R E V E N D ICAT IONS i Procédé pour l'utilisation d'une plate-forme de forage en mei dans des conditions de présence de glace, cette plate-forme étant supportée par des jambes appuyées sur le fond de la mer, procéda caractérisé en ce que les parties de la plate-forme de forage ( 1) qui doivent être protégées contre la pression de _a glace sont pourvues de structures protectrices ( 7 ' au-dessous de la plates forme ( 1), l'ensemble de plate-forme ( 1) ou seulement les i O structures protectrices ( 7) étant, dans des conditions avec présence de glace, abaisses le long des jambes de support ( 2) jusqu'à un niveau auquel les structures pro- tectrices ( 7) s'étendent en partie au-dessous du niveau de l'eau. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les structures protectrices ( 7) sont prévues pour être ajustables verticalement, indépendamment de la position en direction verticale de la plate-forme ( 1). 3 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les structures protectrices ( 7) sont formées pour briser la glace par recourbement et elles sont réglées en position en direction verticale de telle sorte qu'elles recourbent la glace au choix vers le haut ou vers le bas. 4 Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les portions des structures de protection ( 7), qui sont destinées à recourber la glace, ont une forme conique en direction du recourbement de la glace et elles présentent une extension égale à au moins deux fois la plus grande épaisseur de la couche de glace à briser ( 8). Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la surface des structures de protection ( 7) , qui sont destinées à recourber la glace, présente une inclinaison relativement à un plan horizontal qui est choisie dans une marge entre 25 et 65 degrés, de préférence entre 35 et 55 degrés. 6 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que, à l'extrémité la plus étroite de la portion conique de chaque structure protectrice ( 7), est connectée une portion en forme de tube dont la longueur axiale est au moins égale à un quart de la longueur axiale de la portion conique. 7 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chacune des structures de pro- tection ( 7) est disposée de manière à pouvoir tourner dans un plan horizontal, de telle sorte que sa portion la plus avantageuse pour le bris de la glace soit orientée contre la direction de déplacement ( 9) de la glace environnante ( 8). 8 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les jambes de support ( 2) de la plate-forme ( 1) sont pourvues de structures protectrices ( 7) qui sont déplaçables verticalement en utilisant les mêmes crémaillères, ou autres moyens de transmission de force, que celles destinées à déplacer la plate-forme ( 1) elle-même verticalement le long de ses jambes de support ( 2). 9 Procédé suivant l'une quelconque des revendicatif s 3 à 8, caractérisé en ce que, la position verticale des structures de protection ( 7) des jambes de support ( 2) est choisie telle que le moment du couple de basculement et retournement appliqué sur la plate-forme ( 1) par la pression de la glace ( 8) se trouve équilibré en choisissant, pour différentes jambes de support ( 2) un recourbement de la glace ( 8) vers le haut ou vers le bas. Plate-forme de forage ( 1), ou analogue, supportée par des jambes ( 2) s'appuyant sur le fond ( 3) de la mer destinée à l'application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle est pourvue de structures de protection ( 7) destinées à briser la glace ( 8) par recourbement de la couche de glace, ces structures de protection ( 7) pouvant Ctre soulevées au- dessus du niveau de la surface de l'eau lorsque la plate- forme ( 1) opère dans des conditions d'eau libre exempte de présence de glace.