Brevet FR2552157A1 — publié le 19850322

La présente invention se rapporte à un dispositif d'allègement pour une colonne de production sous-marine comportant un tube central entouré de lignes périphériques. Lors de l'exploitation d'une station sous-marine munie d'une tête de col5 lecte ou d'une tête de puits, la colonne de production est normalement suspendue à une structure flottante, par exemple semi-submersible pourvue éventuellement de moyens de positionnement dynamique. Pour alléger le poids du tube central, on a eu recours aux dispositifs de flottation, par exemple en entourant le tube central de demi-co10 quilles en un matériau à flottabilité positive tenues par des sangles. Dans ce cas, l'installation des lignes périphériques en faisceau extérieur est effectuée à l'aide des entonnoirs-guides en acier portés par le tube central De telles dispositions rendent l'ensemble très lourd et peu maniable. La présente invention a pour but un dispositif d'allégement ne présentant pas cet inconvénient et qui permet un agencement compact et allégé de l'ensemble constitué du tube central et des lignes périphériques. La présente invention porte sur un dispositif d'allégement pour au moins un élément d'une colonne de production comportant un tube central entou20 ré de lignes périphériques au moyen de corps flottant, qui est caractérisé en ce que des couronnes en matériau à flottabilité positive sont empilés axialement entre deux plaques d'extrémité et comportent un canal central pour le passage du tube central et des canaux disposés sur une circonférence en couronne autour du canal central pour le passage des lignes 25 périphériques. Selon une disposition particulière, la paroi du canal central est revê-, tue par un matériau armé de renforcement, lequel revêtement dépasse le bord d'une des faces frontales de la couronne pour s'emboiter dans le canal central de la couronne adjacente. Le matériau de la couronne peut être constitué par une résine mousse mou- lée, tandis que le revêtement peut être de la résine époxy armée de fibres de verre. Le centrage de la couronne sur le tube central est assuré de préférence par des éléments de centrage en forme de deux demi-coquilles en tôle prenant appui sur le tube central et sur la paroi du canal central des couronnes. Le centrage angulaire des couronnes peut être réalisé en munissant l'une des faces frontales de couronnes d'au moins un pion de centrage qui pénètre dans un logement correspondant ménagé sur la face frontale oppo10 sée d'une couronne adjacente. D'autres particularités du dispositif selon l'invention apparaitront à la lumière de la description d'un mode de réalisation exposé ci-après à titre d'exemple à l'aide de dessins, dont la figure 1 représente une vue longitudinale, partiellement en coupe 15 d'un élément de la colonne de production, la figure 2 une vue transversale d'une couronne, et la figure 3 une vue en coupe axiale selon A-A de la figure 2. Un élément de colonne de production représenté à la figure 1 comporte un élément de tube central 1 muni à ses deux extrémités de raccords à vis 2. 20 Une plaque d'extrémité ou plaque de reprise de poussée 3, solidaire, par exemple au moyen d'un manchon, du tube 1 est placée à proximité d'une extrémité du tube Cette plaque, munie de nervures, porte des entonnoirs 4 répartis dans les axes des lignes périphériques autour du tube 1. Les éléments à flottabilité positive sont constitués par des couronnes 5 25 en matériau léger, tel qu'une résine mousse Ces couronnes présentent une ouverture centrale 6 formant un canal pour le passage du tube central 1, autour duquel sont disposés concentriquement des canaux 7 pour le passage des lignes périphériques. Une extrémité des canaux 7 présente une forme évasée en entonnoir 8 2552 1 57 pour faciliter le montage des lignes périphériques, lorsque les couronnes ont été empilées sur le tube central 1. Une face frontale de couronnes porte fixés au moyen de vis deux pions de centrage 10, tandis que la face opposée porte des logements creux corres5 pondants 11. L'empilement des couronnes s'effectue par emboitement En effet, la paroi du canal central 6 est revêtue par un matériau armé 9, tel que la résine époxy armée de fibres de verre, et ce revêtement déborde durne extrémité de la couronne 5. Selon l'exemple représenté, la paroi du canal central présente une légère conicité, ce qui permet l'emboîtement de la partie du revêtement dépassant l'extrémité de la couronne dans le canal central de la couronne adjacente. D'autres dispositifs d'emboîtement peuvent également être pratiqués, par exemple dans les canaux cylindriques à section constante on peut donner 15 à la partie dépassant le bord de la couronne une forme de diamètre rétréci Les parois de canaux 7 servant à loger les lignes périphériques sont également revêtues de matériau armé. Le serrage axial des couronnes 5 contre la plaque 3 solidaire du tube central s'effectue en plaçant contre la couronne d'extrémité une plaque d'ex20 trémité 12 munie ou non de nervures et en fixant au tube central une plaque de serrage 13. Au moyen de boulons non représentés portés par la plaque 13, on exerce une poussée axiale sur la plaque 12, de façon à serrer l'ensemble de couronnes contre la plaque de reprise de poussée 3 placée à l'extrémité opposée 25 dudit ensemble. Le centrage de couronnes 5 sur le tube 1 est assuré par deux demicoquilles en tôle 14, chaque demi-coquille comportant un fourreau 15 enserrant le tube 1 et relié par des bras raidisseurs 16 à des plaques 17 prenant appui sur la face interne de la couronne. Les couronnes 5 portent à leur périphérie deux encoches longitudinales 18 2552 1 57 diamétralement opposées servant à loger des conduits ombilicaux Des sangles non représentées, réparties le long de ces encoches sont prévues pour empêcher le désengagement desdits conduits. Le montage des couronnes s'effectue sur le tube central 1 muni de la plaque 3 en enfilant les couronnes, en les juxtaposant par emboîtement et en les calant au fur et à mesure de leur pose par des demi-coquilles de centrage 14 Le positionnement angulaire des couronnes est assuré au moyen de pions 10 s'emboîtant dans les logements 11. Apres avoir enfilée, à la suite de la dernière couronne, la plaque d'extré10 mité 12, on fixe sur le tube central la plaque de serrage 13 et on serre les boulons portés par cette plaque, de façon à caler les extrémités de boulons contre la plaque 12. 2552-1 57 REVENDICATIONS. 1 Dispositif d'allègement pour au moins un élément d'une colonne de production sous-marine comportant un tube central ( 1) entouré de lignes périphériques au moyen de corps flottants, caractérisé en ce que des couronnes ( 5) en matériau à flottabilité positive sont empilées axia5 lement entre deux plaques d'extrémité ( 3,12) du dispositif et comportent un canal central ( 6) pour le passage du tube central ( 1) et des canaux rectilignes ( 7) disposés concentriquement en couronne autour du canal central ( 6). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi du 10 canal central est revêtue par un matériau armé de renforcement, lequel revêtement ( 9) recouvrant cette paroi déborde au délà d'une des faces frontales de la couronne pour s'emboiter dans le canal central de la couronne adjacente. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le 15 revêtement armé ( 9) du canal central ( 6), dont une extrémité dépasse l'extrémité de la couronne ( 5), présente aux deux extrémités un diamètre différent, l'extrémité qui dépasse ayant un diamètre plus petit s'emboîte dans l'extrémité revêtue d'une couronne adjacente, dont le diamètre intérieur du canal central est plus grand. 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couronne ( 5) est fabriquée par moulage en résine mousse, puis revêtue à l'endroit de la paroi du canal central ( 6) par une résine époxy armée de fibres de verre. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce 25 que les parois intérieures de canaux ( 7) pour les lignes périphériques sont également revêtues par une résine époxy armée de fibres de verre. 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le serrage axial des couronnes empilées par emboîtement est assuré par une plaque de reprise de poussée ( 3) solidaire d'une extrémité de l'élément de la colonne et par une plaque de serrage ( 13) fixée à proximité de l'autre extrémité de l'élément, laquelle plaque porte des boulons de serrage calés contre la plaque d'extrémité ( 12) du dispositif. 7 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le centrage des couronnes ( 5) sur le tube central ( 1) est assuré par des éléments de centrage en forme de deux demi-coquilles ( 14) en tôle prenant appui 10 sur le tube central ( 1) et sur la paroi du canal central ( 6) des couronnes. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque demicoquille ( 14) comporte un fourreau ( 15) enserrant le tube central et relié par des bras raidisseurs ( 16) à des plaques ( 17) prenant appui 15 sur la face interne de la couronne. 9 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des faces frontales de la couronne porte au moins un pion ( 10) saillant de centrage qui pénètre dans un logement ( 11) correspondant ménagé sur la face frontale opposée d'une couronne adjacente. 10 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couronnes portent au moins une encoche longitudinale périphérique( 18) pour des conduits ombilicaux et que des moyens pour empêcher le désengagement desdits conduits sont répartis le long de ces encoches. 11 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce 25 qu'une extrémité des canaux pour les lignes périphériques possède une forme évasée d'entonnoir ( 8).