Brevet FR2528380A1 — publié le 19831216

La présente invention concerne un procédé pour l'uti- lisation d'une plate-forme de forage semi-submersible en pleine mer (offshore), ou analogue, dans des conditions de présence de glaces flottantes Cette plate-forme com- prend une portion supérieure, ou niveau de travail, et une portion de ponton inférieure Normalement, lors de son dé- placement d'un lieu à un autre, la plate-forme flotte sur- la portion de ponton inférieure, mais, pour son fonction- nement en pleine mer, comme unité opératoire stationnaire, elle est immergée plus profondément, de telle manière que la portion de ponton inférieure se trouve à une distance substantielle au-dessous de la surface de l'eau, et que la portion supérieure, ou niveau de travail, se trouve à une distance substantielle au-dessus de la surface de l'eau. L'invention s'étend à une plate-forme de forage adaptée pour l'application du procédé ci-dessus. Le déplacement de transport d'une plate-forme de forage semi-submersible s'effectue habituellement avec les pontons ou portion de pontons flottant sur la surface de l'eau et jouant le rôle de bateau de déplacement de plate-forme Il a été suggéré de conformer les pontons en brise-glace, pour permettre à la plate-forme de se déplacer à travers des champs de glace Cependant, cette suggestion ne résoud pas tous les problèmes, qui sont causés par la présence de glace, parce que, dans la majorité du temps, la plate-forme doit fonctionner dans une position abaissée stationnaire et elle peut ainsi se trouver soumise à la pression d'un champ de glace mouvant Le déplacement d'une plate-forme à travers un champ de glace ne doit pas sou- lever de problèmes très importants, parce que, dans ce cas, il est possible de faire appel à l'aide d'un bateau brise- glace pour ouvrir une voie de passage pour la plate-forme. La présente invention a pour but de créer un procédé au moyen duquel une plate-forme semi-submersible, lorsqu'elle reste stationnaire, peut être utilisée, même dans des con- ditions très difficiles de présence de glace, par exemple 2 2528380 lorsqu'elle est à l'ancrage ou queelle est maintenue station- naire par un dispositif dynamique de positionnement. Dans ce but, l'invention a pour objet un procédé d'uti- lisation d'une plate-forme de forage du type mentionné plus haut, procédé caractérisé en ce que la portion de ponton inférieure de la plate-forme est conformée et/ou équipée de manière particulièrement avantageuse dans des conditions avec présence de glace, tandis que la plate-forme, lorsqu'elle est utilisée comme unité de travail stationnaire en présence de glace, est soulevée dans une position telle, que la portion de ponton inférieure est amenée à flotter sur la surface de l'eau. Le procédé conforme à l'invention n'exige pas de mo- difications importantes de construction de la plate-forme elle-même, mais l'efficacité du procédé peut être accrue de manière décisive dans des conditions avec présence de glace en modifiant la structure traditionnelle de plate-forme semi- submersible. Le procédé de l'invention est basé sur le fait que les conditions d'environnement en pleine mer libre diffèrent considérablement des conditions avec présence de glace, et que ce fait peut être mis à profit avantageusement en mo- difiant la position en hauteur de la plate-forme en accord avec ces conditions, de telle sorte que, en présence de glace, la partie agissant comme brise-glace se trouve placée au niveau de la surface de l'eau de manière à diminuer la charge exercée par la glace sur la plate-forme. Dans une plate-forme de forage adaptée pour l'applica- tion du procédé d'utilitsation-conforme à l'invention, la tige de forage doit être pourvue d'un bouclier de protection contre la glace Ce bouclier peut être un élément séparé, supporté par les pontons ou autres structures de la plate- forme, et une telle disposition peut être acceptée lorsque les conditions de présence de glace ne sont pas très sévères. Cependant, dans des conditions réellement difficiles de pré- sence de alace, il est recommandé d'utiliser une autre 25283 &O disposition capable de résister f une plus grande charge. Suivant cette variante de réalisation, l'ensemble de la tour de forage est déplacé horizontalement, d'une manière connue en soi, afin que le forage s'effectue à travers une ouverture prévue dans le ponton inférieur La tige de forage se trouve alors complètement entourée par le ponton et elle est en conséquence bien protégée contre la charge de la glace. Les pontons sont pourvus d'hélices pour le déplacement de transport de la plate-forme de forage, pour la maintenir stationnaire, et/ou pour la tourner dans la direction la plus favorable par rapport à la charge exercée par la glace. Dans une plate-forme conforme à l'invention, il est avanta- geux de prévoir, à chacune des extrémités du ponton, au moins une hélice, capable de résister à une lourde charge de glace, et connectée à un moteur d'entraînement puissant, suffisant pour répondre aux conditions de présence de glace. Une telle hélice, conçue pour fonctionner dans de la glace, est capable de briser les morceaux de glace et de balayer à grande eau les surfaces extérieures des pontons en vue de réduire la friction entre le ponton et la glace ambiante. Dans les plate-formes semi-submersibles, les pontons sont habituellement prévus en forme de barque, c'est-à-dire que, Vus par le dessus, ils sont rectangulaires avec des côtés parallèles sur toute leur longueur Cette forme peut également etre utilisée dans une plate-forme conforme à l'invention Cependant il convient de prévoir des extrémités de pontons convenant pour briser la glace Cela est obtenu en prévoyant que les plans d'extrémités avant et arrière des pontons, au moins proches de-la surface de l'eau et au-dessous d'elle, sont inclinés par rapport à un plan ho- rizontal, suivant 15 à 50 degrés et particulièrement suivant à 45 degrés. Une coque en forme de barge ne possède pas la meilleure forme possible de brise-glace Il est connu que la meilleure forme de courbure de bris de glace est une forme de V, a été arre; te 1); =3 a e-for S'-n Jol - l'invnltion, il n A (-Jivi(,llúr: a Hlan-r aux fxt rlmitt C des pontons, une forme de V, car il en résulterait que l'espace compris entre les pontons, serait convergenl d)ans la zone de l'arc en forme de V et di la partie arrière ou de poupe Une zone convergente entre 'deux structure- rigides est tout à fait nuisible dans des condition avec présence de glace, parce que les masses de glace doivent alors s'adapter dans un espace trop étroit lorsqu'elles se déplacent entre ces structures Il se produit alors un effet de coin, d'o il résulte que la totalité de la masse de glace se trouve intimement coincée, en causant des efforts extrêmement importants sur les structures et une résistance élevée de la glace. Pour cette raison, les pontons doivent être constitués de telle manière que 12 espace compris entre eux soit de largeur uniforme, ou si possible s'élargissant un-peu en direction du mouvement de la glace Ces conditions peuvent être réalisées en formant les pontons de manière analogue à celle des deux moitiés séparées d'un bateau brise-glace formant un espace intermédiaire de largeur uniforme sur toute leur longueur. D'autres caractéristiques, qui se sont montrées avan- tageuses dans des bateaux brise-glace, peuvent être ap- pliquées à la conception des pontons -Par exemple, le côté extérieur des pontons peut être incliné de telle sorte que la largeur du ponton diminue vers le bas Un angle conve- nable d'inclinaison du côté est de O à 15 degrés I 1 est également avantageux d'utiliser dans les pontons le système à bulles d'air décrit dans le brevet US 3 580 204 Ce système réduit la résistance de la glace. L'invention est décrite ci-après à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure l-est une vue en élévation latérale d'une plate-forme conforme à l'invention dans des conditions avec 2838 e présence de glace la figure 2 est une vue d'extrémité de la plate-forme de la figure 1; la figure 3 est une vue par dessus d lun second exemple de réalisation d'une plate-forme conforme à l'invention, et la figure 4 est une vue par dessus de la portion de ponton d'une troisième réalisation d'une plate-forme con- forme à l'invention. Dans les dessins, la référence 1 désigne la portion de niveau de travail d'une plate-forme de forage et la référence 2 désigne sa portion de ponton Entre ces por- tions sont prévues quatre colonnes 3, qui supportent la portion de niveau de travail Sur cette dernière sont prévus un immeuble de service 5, une tour de forage 6 et d'autres constructions et équipements, non représentés. Une tige de forage 7 est pourvue à sa partie inférieure d'un outil de forage, au moyen duquel un trou est foré dans le fond de la mer La tige de forage 7 s'étend en droite igcne vers le bas à partir de la tour de forage 6 Lorsque la plate-forme opère en eau libre, elle est submergée à une profondeur telle que la surface de l'eau se trouve au niveau 8 La distance entre la surface de l'eau et la portion de pontons 2 est assez grande pour que les vagues, même de grande hauteur n'aient pas d'influence notable sur l'une ou l'autre portion Dans des conditions avec présence de glace, il n'y a pas de vagues, et en conséquence la plate- forme pourra être utilisée d'une manière absolument différente Les pontons de la portion 2 sont formés comme des unités de brise-glace La figure 1 montre comment la glace 17, qui se déplace en direction de la flèche 9 est brisée en morceaux contre la portion de ponton 2. Dans les conditions avec présence de glace, la tige de forage 7 risque d'être endommagée Pour cette raison, une structure de protection 10 est disposée autour de cette tige, comme le montre la figure 2 Au moyen des supports 11, la structure de protection 10 est montée sur 6 2328380 les pontons 12 de la portion de ponton 2 de la plate-forme Dans le cas de conditions avec présence de glace réellement difficiles, cette structure n'est plus suffisante, et, dans ce cas, la solution montrée dans les figures 2 et 3 est recommandable La totalité de la tour de forage 6 est alors déplacée, le long de rails 13, vers une seconde position de travail 6 a, dans laquelle la tige de forage passe à travers l'un des pontons 12 b La tige de forage est alors protégée et seul un court collier de bouclier 18 peut être nécessaire sur le fond du ponton pour protéger la tige contre les mor- ceaux de glace qui se déplacent le long de ce fond de ponton. A chacune des extrémités des pontons 12 a et 12 b est prévue au moins une hélice 14 conçue pour résister à une sévère charge de glace L'hélice 14 est entraînée par un premier moteur puissant Pour éviter un coincement des blocs de glace entre les pontons, dans le cas o leurs extrémités 12 a et 12 b sont conçues comme des brise-glace de la manière la plus efficace, les pontons peuvent recevoir une forme telle que l'espace libre 15 entre eux soit de largeur uni- forme sur la totalité de leur longueur ou, au moins que cet espace ne soit pas convergent en direction de déplacement de la glace Une telle construction est représentée dans la figure 4. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisa- tion représentés Diverses modifications restent possibles sans sortir pour autant du domaine de protection de l'in- vention. 7 2328380 R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé pour l'utilisation d'une plate-forme de forage semi-submersible, ou analogue, dans des conditions avec présence de glace, ladite plateforme comprenant une portion supérieure de niveau de travail ( 1) et une portion inférieure de ponton ( 2), de telle sorte que, lors d'une opération comme unité stationnaire en eau libre, elle soit immergée plus profondément, de telle sorte que la portion de ponton se trouve à une distance notable au-dessous de la surface de l'eau, et que la portion supérieure de niveau de travail se trouve à une distance notable audessus de la surface de l'eau, procédé caractérisé en ce que l'on donne à la portion de ponton ( 2) de la plate-forme une configuration particulièrement avantageuse dans des con- ditions avec présence de glace, et que, lorsqu'elle est utilisée, comme unité stationnaire, dans des conditions avec présence de glace, on élève la plate-forme dans une position telle, que sa portion de ponton flotte sur la surface de l'eau. 2 Plate-forme de forage pour l'application du pro- cédé suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu un bouclier de protection contre la glace ( 10) entourant la tige de forage ( 7) qui s'étend, à partir de la plate-forme jusqu'au fond de la mer, ce bouclier pouvant être soit une partie intégrale des pontons ou de la por- tion de ponton ( 2), soit un élément séparé. 3 Plate-forme suivant la revendication 2, caracté- risée en ce qu'elle est pourvue de moyens pour déplacer horizontalement l'ensemble de tour ( 6) supportant la tige de forage ( 7), de telle sorte que, lors d'un forage dans des conditions avec présence de glace, la tour puisse être amenée dans une position o la tige de forage passe à travers un ponton ( 12 b) de la portion de ponton ( 2) et soit ainsi protégée contre la glace. 4 Plate-forme-suivant l'une quelconque des reven- dications 2 ou 3, caractérisée en ce que, à chacune des 8 2528380 deux ext une charge de glace élevée. Plate-forme suivant l'une quelconque des reven- dications 2 à 4, caractérisée en ce que la portion de ponton comprend deux pontons allongés parallèles ( 12 a, 12 b), qui sont formés de telle sorte que l'espace ( 15) compris entre eux au niveau de l'eau ( 8) ne soit, en aucun endroit, substantiellement plus étroit que sur l'extrémité frontale des pontons.