Brevet FR2548368A1 — publié le 19850104

L'invention concerne d'une manière générale les tirants de plates-formes à cêbles tendus L'invention concerne plus particulièrement des tirants remplis de gaz comprimés permettnz a Jt'ctan des fusees, un apport de flottabilité et une résistance à la corrosion Une variation de pression signifie une déficience structurelle Un accroissement de la flottabilité du tirant réduit le poids supporté par la structure flottante. La résistance à la corrosion prolonge la durée de vie 10 utile du tirant. En eau profonde, l'utilisation de structures reposant sur les fondations ménagées dans le fond, pour des opérations de forage et de producticn de puits de pétrole, est d'un coût prohibitif en raison des 15 dépenses de fabrication et d'installation de telles structures importantes Dans des eaux dont la profondeur dépasse 300 m, on peut utiliser des structures marines flottantes amarrées au fond de la mer pour effectuer de façon rentable des opérations de forage et de produc20 tion. Lorsque la profondeur de l'eau dépasse 300 m, on peut faire appel au concept de la plateforme à cable tendus pour effectuer les opérations de forage et de production de pétrole Une plate-forme 25 à cables tendus comprend une structure marine flottante amarrée en des points fixes d'ancrage au fond de la mer à l'aide de câbles tendus verticaux, également appelés tirants ou tendeurs Des équipements de forage, de production et de traitement, ainsi que les quartiers 30 de l'équipage, sont placés dans ou sur la structure marine flottante. Un tirant ou tendeur peut être de l'une de deux conceptions, a savoir un câble et des éléments tubulaires Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 285 615 décrit "un appareil d'amarrage pour une structure flottant sur une masse d'eau, comprenant un système de câbles résistant à la corrosion, qui comporte un câble à brins multiples présentant des espaces vides entre des brins adjacents "; le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 226 555 décrit "un système 5 d'amarrage pour une plate-forme à câbles tendus, comprenant: un câble tendu qui comporte plusieurs éléments tubulaires reliés entre eux par des assemblages vissés". L'utilisation d'éléments verticaux d'amarrage préalablement tendus empêche tout mouvement vertical, mais permet un mouvement latéral de la structure flottante au passage des vagues L'application d'une tension préalable s'effectue par déballastage de la structure marine flottante après que les tirants ont été montés entre la structure flottante et des embases d'ancrage 15 fixées au fond de la mer. Une inspection des tirants est nécessaire, à la fois pour des raisons de coût de maintenance et par précaution de sécurité La réparation et le remplacement des tirants sont des opérations à la fois 20 très coûteuses et difficiles Les fissures et la corrosion dues à l'exposition à l'eau de mer diminuent la charge de rupture et la durée de vie en service du tirant Il a été reconnu souhaitable, dans la technique, de rendre minimale la corrosion des tirants Le brevet 25 Né 4 285 615 précité décrit un dispositif conçu pour apporter une résistance à la corrosion à un câble tendu, en isolant le câble d'acier de l'eau de mer environnante. L'invention concerne un procédé et un dispositif permettant de détecter des défauts de structure 30 dans un tirant tubulaire, d'accroître sa flottabilité et de prolonger sa durée de vie utile. L'invention concerne un procédé et un dispositif pour détecter des fuites dans un tirant tubulaire, pour accroître sa flottabilité et pour prolonger sa 35 durée de vie utile Plusieurs segments de tirant ou tendeur, constitués chacun d'un élément tubulaire et d'accouplements pouvant être fermés, sont assemblés pour former un tirant tubulaire allongé unique Le tirant tubulaire est rempli d'un fluide gazeux empêchant la corrosion Un compresseur est utilisé pour mettre sous pression le contenu du tirant tubulaire et des manomètres contrôlent les variations de la pression. Le fluide gazeux empêchant la corrosion protège la paroi intérieure du tirant contre la corrosion par l'eau de mer Le fluide gazeux accroît la flottabilité de chaque tirant et réduit ainsi le poids supporté 10 par la structure marine flottante Des variations de la pression indiquent la présence de fissures ou de perforations à travers le tirant, ou un Zo:nt d'acco?: ment défectueux. L'invention a pour objet un procédé et 15 un dispositif pour détecter des fuites dans un tirant tubulaire, pour accroître la flottabilité de ce tirant et de prolonger sa durée de vie utile Un procédé et un dispositif permettant de détecter des fuites indiquant des défauts de structure améliorent la sécurité et 20 réduisent les coûts de maintenance de routine L'accroissement de la flottabilité du tirant réduit le poids supporté par la structure marine flottante et permet une conception plus efficace L'accroissement de la durée de vie du tirant permet un forage en eau profonde plus 25 rentable réduisant la maintenance, la réparation et le remplacement des tirants. L'invention a également pour objet une plate-forme à câbles tendus de conception perfectionnée, utilisant l'invention telle que décrite ci-dessus. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: la figure 1 est une élévation schématique, avec coupe partielle, d'une plate-forme à câbles tendus; 35 la figure 2 est une élévation schématique partielle à échelle agrandie de l'un des tirants représentés sur la figure 1; et comporte généralement une paroi relativement mince par rapport à son diamètre global On a conçu un élément tubulaire ayant des diamètres intérieur et extérieur respectivement de 45 et de 55 cm La figure 3 est une 5 vue en coupe du tirant de la figure 2, suivant la ligne 3-3. Conformément à l'invention, un fluide gazeux inhibiteur de la corrosion est introduit dans le tirant au moyen d'un conduit situé à son extrémité supérieure. 10 De l'azote ou de l'air est préféré. Après l'introduction du fluide gazeux dans le tirant, un compresseur 13 applique une pression par l'intermédiaire du conduit aucontenu du tirant Une pression supérieure à la pression hydrostatique maximale 15 exercée par l'eau de mer sur le tirant est recommandée pour éviter le cas o la pression régnant à l'intérieur du tirant est égale à la pression exercée par l'eau de mer à la même hauteur Une pression interne nette positive est utilisée pour détecter une fuite Une vanne est fermée afin de retenir le contenu sous pression. Des manomètres contrôlent la pression régnant dans le tirant Des réductions de pression, supérieures à une valeur prédéterminée, font apparaître un signal informant les membres de l'équipage d'un tirant ou 25 tendeur défectueux. Le fluide gazeux inhibiteur de corrosion protège les parois internes du tirant tubulaire contre une exposition à l'eau de mer Le fluide gazeux apporte de la flottabilité et réduit le poids du tirant supporté 30 par la structure marine flottante Hormis tous défauts de fonctionnement du dispositif de mise sous pression, une variation de pression indique une fuite affectant le tirant et pouvant être attribuée à une fissure ou une perforation du tirant, ou à un joint d'accouplement 35 défectueux. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. la figure 3 est une coupe du tirant suivant la ligne 3-3 de la figure 2. La figure 1 est une élévation schématique, avec coupe partielle, d'une plate-forme 1 à câbles 5 tendus, installée sur un site de forage Il est prévu une plate-forme inférieure 2 sur laquelle peuvent être montés des quartiers d'habitation pour l'équipage, des équipements d'essais de puits et des équipements de traitement Il est également prévu une plate-forme 10 supérieure 3 sur laquelle peuvent être montés une cabine de pilote, des grues, la tour de forage, une embase ripable, le train de tiges de forage et une aire d'atterrissage d'hélicoptères Des moyens analogues à ceux connus du spécialiste de l'exploration et de la production 15 de pétrole peuvent également être placés sur les platesformes supérieure et inférieure Les plates-formes 2 et 3 sont supportées par plusieurs colonnes annulaires 4 Lorsque la plate-forme à câbles tendus est dans l'état flottant tel que représenté, des colonnes 4 20 et des pontons 5 s'étendent au-dessous de la surface de l'eau Plusieurs tirants 6 sont disposés entre chaque colonne 4 de support et des moyens d'ancrage comprenant une plaque 7 de fondation fixée au fond 8 de la mer par des pieux 9 de frottement, afin de réduire les 25 mouvements de la structure Un train de tiges 10 de forage et des tubes prolongateurs 11 s'étendent de la plate-forme 1 ou 2 jusqu'au fond 8 de la mer, en passant entre les pontons 5, au cours des opérations de forage et de production Une plaque 12 de base main30 tient les tubes prolongateurs en position fixe par rapport au fond 8 de la mer. La figure 2 est une vue détaillée à échelle agrandie d'un tirant 6 qui est représenté sous la forme d'un élément tubulaire Plusieurs segments de tirant, 35 comprenant chacun un élément tubulaire et des accouplements pouvant être fermés, sont assemblés pour former un tirant tubulaire allongé simple L'élément tubulaire REVENDICATIONS 1 Dispositif pour détecter une fuite dans un tirant de plate-forme à câbles tendus, caractérisé en ce qu'il comporte un tirant tubulaire ( 6) étanche 5 aux fluides, des moyens destinés à alimenter le tirant en fluide gazeux, des moyens ( 13) destinés a mettre sous pression le fluide gazeux, des moyens de contrôle de pression destinés à détecter des variations de la pression du fluide gazeux dans le tirant, des moyens 10 destinés a relier une extrémité supérieure du tirant à une structure marine flottante ( 1), et des movens destinés à relier une extrémité inférieure du tirant à des moyens d'ancrage ( 7, 9) fixés au fond de la mer. 2 Dispositif pour détecter une fuite dans 15 un tirant de plate-forme à câbles tendus, caractérisé en ce qu'il comporte une structure marine flottante ( 1), des moyens d'ancrage ( 7, 9) fixés au fond de la mer, au moins un tirant ( 6) monté entre la structure marine flottante et les moyens d'ancrage et constitué 20 d'un élément tubulaire étanche aux fluides, des moyens destinés à alimenter le tirant en fluide gazeux, des moyens ( 13) destinés à mettre le fluide gazeux sous pression, et des moyens de contrôle de pression destinés a détecter les variations de la pression du fluide 25 gazeux dans le tirant. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fluide gazeux est un gaz inerte. 4 Dispositif selon l'une des revendications 30 1 et 2, caractérisé en ce que le fluide gazeux est de l'azote. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fluide gazeux est de l'air. 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fluide gazeux est inhibiteur de corrosion. 7 Dispositif selon l'une des revendications l et 2, caractérisé en ce que la pression du fluide gazeux dans le tirant est supérieure à la pression 5 hydrostatique maximale exercée par l'eau de mer sur le tirant. 8 Procédé pour détecter une fuite dans un tirant de plate-forme à câbles tendus, caractérisé en ce qu'il consiste à monter un tirant entre une struc10 ture marine flottante et des moyens d'ancrage fixés au fond de la mer, le tirant étant un élément tubulaire étanche aux fluides, à alimenter le tirant en fluide gazeux, à mettre le fluide gazeux sous pression, et à contrôler la pression du fluide gazeux dans le tirant 15 pour y détecter des fuites. 9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fluide gazeux est un gaz inerte. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fluide gazeux est de l'azote. 11 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fluide gazeux est de l'air. 12 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fluide gazeux est inhibiteur de corrosion. 13 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fluide gazeux maintient une pression supérieure à la pression hydrostatique maximale exercée par l'eau de mer sur le tirant.