Brevet FR2576339A3 — publié le 19860725

FR 2576339 A3 19860725 FR 8500985 A 19850124 La présente invention se rapporte aux ouvrages hydrotechniques et a notamment pour objet un dispositif porteur et élévateur d'une installation (plate-forme) flottante auto-élévatrice. Il est particulièrement avantageux d'appliquer l'invention aux dispositifs porteurs et élévateurs des installations flottantes auto-élévatrice dont les colonnes porteuses sont de construction en treillis, alors que les montants porteurs sont tubulaires. L'invention peut également être appliquée a des colonnes porteuses d'autres conceptions. On connaît largement des dispositifs porteurs et élévateurs pour installations auto-élévatrices flottantes, qui comportent des colonnes porteuses et des mécanismes d'élévation desdites colonnes. Les colonnes porteuses sont des structures porteuses disposées verticalement, travers-ant des ouvértures ménagées dans le corps de l'installation flottante auto-élévatrice, et servant à maintenir le corps de l'unité au-dessus du niveau de l'eau au cours de l'exécution de travaux, par exemple, de forage de puits d'extraction de pétrole et de gaz du fond de la mer. Les colonnes porteuses sont de construction en treillis. Chaque colonne comporte au moins trois montants porteurs qui sont disposés aux coins de la colonne et qui sont réunis entre eux par des contrevents horizontaux et des contrevents inclinés.Les mécanismes élévateurs des colonnes sont disposés, en règle générale,sur le corps de l'installation au-dessus des ouvertures dudit corps, et servent à déplacer les colonnes porteuses par rapport au corps. Au cours du travail en mer, l'installation flottante auto-élévatrice est soumis à l'action du vent, de vagues et de courants qui créent des charges horizontales. Ces charges horizontales du corps sont entièrement supportées -par les colonnes porteuses. Pour obtenir la résistance requise des colonnes porteuses et prévenir leur déformation et leur rupture, on construit les colonnes en acier fortement allié, à haute résistance, d'épaisseur relativement élevée, ce qui conduit à une consommation considérable de métal et accroit le coût de la construction. On s'est donc proposé de créer un dispositif porteur et élévateur d'une installation flottante auto-élévatrice, dont les colonnes porteuses seraient conçues de manière à réduire sensiblement la consommation de métal pour la fabrication de la colonne porteuse, tout en lui assurant la résistance nécessaire. Ce problème est résolu du fait que le dispositif porteur et élévateur d'une installation (plate-forme) flottante auto-elévatrice, du type comportant des colonnes porteuses traversant des ouvertures ménagées dans un corps, et des mécanismes d'élévation des colonnes porteuses montés sur ledit corps, chacune desdites colonnes ayant au moins trois montants porteurs disposés aux coins de la colonne porteuse et réunis entre eux par des contrevents ou analogues horizontaux et des contrevents ou analogues obliques,est caractérisé, suivant l'invention, en ce que chaque montant porteur est pourvu, sur sa paroi orientée vers la paroi de l'ouverture correspondante du corps, de surépaisseun ou éléments de renforcement aux endroits de raccordement audit montant desdits contrevents horizontaux et obliques, et en ce que dans lesdites ouvertures, en regard desdits montants porteurs, sont montés des guidages qui entrent en contact avec, simultanément,au moins deux desdites surépaisseurs des montants. Lesdites surépaisseurs peuvent être constituées chacune par une tôle distincte épousant la forme du montant et rapportée sur celui-ci. Un tel mode de réalisation de la surépaisseur est le plus simple du point de vue conception. Il est particulièrement avantageux de réaliser chaque guidage en deux sections disposées dans la partie basse et dans la partie haute, respectivement, de l'ouverture du corps. Une telle exécution des guidages permet de réduire la consommation de métal pourleur fabrication. Il est également avantageux de fixer sur ledit corps, au-dessus de chacune de ses ouvertures, un cadre, et de réaliser le guidage en deux sections dont lwune est disposés dans la partie basse de l'ouverture du corps, et l'autre1 dans la partie haute du cadre. Le montage dudit cadre au-dessus de l'ouverture du cadre et la fixation de la partie supérieure du guidage dans sa partie haute permettent d'augmenter la basse sur laquelle agit le couple du aux charges extérieures précitées (du vent et des vagues) et de réduire de ce fait les charges agissant sur les guidages. Le dispositif porteur et e-lévateur exécuté conformément à la présente invention exige des quantités beaucoup moins importantes de meta1 pour sa fabrication et, pour cette raison, est moins couteux, tout an assurant la résistance mécanique requise. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lecture de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non liritatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels la figure 1 représente schématiquement le dispositif porteur et élévateur d'une installation flottante à trois colonnes porteuses (vue d'ensemble avec arrachement local dans le corps à l'endroit de passage de la colonne porteuse; la troisième colonne porteuse n1 est -pas représentée3; - la figure 2 représente l'ensemble I de -e figure 1 (vue axonométrique et à échelle agrandie); la figure 3 représente sche,xatiquesent une vue an coupe longitudinale d'une partie de la colonne porteuse disposée dans l'ouverture du corps et dans le cadre; - la figure 4 représente l'ensemble II de la figure 3, à échelle agrandie; - la figure 5 est une vue en coupe suivant V-V de- la figure 4. - la figure 6 représente une -variante de réalisation des guidages. Le dispositif porteur et élévateur d1une installation flottante auto-élévatrice comporte trois colonnes porteuses 1 (figure 1) qui passent à travers le corps 2. A cet effets on a pratiqué dans le corps 2 des ouvertures 3 de forme correspondant à la forme de 1a colonne porteuse 1, comme représenté sur la figure 2. Sur le corps 2 sont disposés des mécanismes 4 d'élévation (et d'abaissement) des colonnes porteuses 1. Le mécanisme d'élévation de la colonne porteuse peut être d'une conception connue et appropriée quelconque. Chaque colonne porteuse 1 comporte trois montants porteurs 5 qui sont disposés aux angles de la colonne porteuse 1 et exécutés de préférence sous forme de cylindres creux. Ces montants sont réunis entre eux par des contrevents ou analogues horizontaux 6 et obliques 7. Les contrevents horizontaux 6 sont fixés par leurs extrémités aux montants porteurs 5, alors que les contrevents obliques 7 sont réunis à l'une de leurs extrémités au montant porteur 5, val'endroit de fixation à ce dernier des contrevents horizontaux 6, et à leur autre extrémité, au milieu des contrevents horizontaux 6 disposés au-dessus. La zone de fixation des contrevents horizontaux 6 et des contrevents obliques 7 au montant 5 constitue un noeud de rigidité par l'intermédiaire duquel les charges sont transmises du ccrps 2 aux colonnes 1. Chaque montant porteur 5 est pourv, sur sa surface orientée vers la paroi de l'ouverture 3 du corps 2, dans la zone de fixation audit montant des contrevents horizontaux s et inclinés 7, de surepaisseurs 8 (figure 3). Chaque surépaisseur 8 peut être constitué , comme dans le cas considéré ici à titre d'exemple, par une tôle épousant la forme du montant porteur 5, comme représenté sur les figures 4 et 5, et rapportée sur le montant. Suivant une variante de réalisation, cette surépaisseur peut être obtenue d'une seule pièce avec le montant au cours de sa fabrication. La fonction des surépaisseurs 8 sera expliquée plus bas. Les guidages 9 sont montés dans l'ouverture3 (figure 3) du corps 2, en regard des montants 5, pour entrer en contact avec les surépaisseurs 8 des montants 5. Les contrevents horizontaux 6 et les surépaisseurs 8 sont répartis sur le montant porteur 5 suivant un pas " " tel qu'au moins deux surépaisseurs 8 du montant porteur 5 se trouvent en contact simultanément avec chaque guidage 9. Dans la variante optimale décrite d'exécution du dispositif porteur et élévateur, un cadre 10 est fixé sur le corps 2, au-dessus de chaque ouverture 3, le guidage 9 étant réalisé dans ce cas en deux sections 9a et 9b (figure 3). -La section 9a est disposée dans la partie basse de l'ouverture 3 du corps 2, alors que la section 9b est située dans la partie haute du cadre 10. Une telle variante de disposition des guidages est particulièrement avantageuse dans les installations flottantes auto-élévatrices fonctionnant dans des conditions météorologiques sévères (vents, houle) soumettant l'installation à des charges horizontales considérables. Quand l'installation est destinée à être exploitée dans des bassins d'eau protégés, les guidages (figure 6) sont disposés dans l'ouverture 3 du corps 2 et réalisés en deux sections dont l'une (9a) est située dans la partie basse de l'ouverture 3 du corps 2, tandis que l'autre (9b) est montée dans sa partie haute. Le dispositif porteur et élévateur d'une installation flottante auto-élévatrice fonctionne de la manière suivante. On amène l'installation à flot à pied d'oeuvre au moyen de remorqueurs. à, au moyen des mécanismes d'élévation 4, on descend les colonnes 1 jusqu'au fond et on élève ensuite le corps 2 au-dessus de l'eau à la hauteur requise, après quoi on commence le travail. Au cours du travail, l'installation flottante autoélévatrice est soumise à l'action de charges extérieures: vent, houle, courants. Ces charges extérieures provoquent la formation d'un couple de forces dans les parties hautes des colonnes porteuses 1 qui réagissent avec le corps 2. Ce couple de forces. est transmis, sous la forme de réactions horizontales, des guidages 9 du corps 2 par l'intermédiaire des surépaisseurs 8 des montants porteurs 5 aux colonnes porteuses 1. La valeur de ces réactions horizontales dépend de la distance entre le-s surépaisseurs 8 (de la base) quiréagissent avec les guidages 9; plus cette distance est grande, plus faibles sont les réactions horizontales qui agissent sur les colonnes porteuses 1. Grâce à la conception décrite du dispositif porteur et élévateur faisant l'objet de la présente invention, la transmission des charges horizontales du corps 2 se fait exactement aux noeuds de rigidité de la colonne porteuse 1 situés à l'endroit même ou les contrevents horizontaux 6 et oblique 7 sont fixés au montant porteur 5-. De cette manière, la possibilité de l'application des réactions horizontales aux montants porteurs dans la zone entre les noeuds de rigidité est exclue. Cette solution permet de réduire sensiblement les contraintes dans les montants 5 de la colonne 1, ce qui permet de diminuer sensiblement l'épaisseur des parois des montants porteurs 5 et, de ce fait, la masse des colonnes porteuses 1. L'application de la solution technique considérée permet de-diminuer également le nombre de contrevents horizontaux 6 et de contrevents obliques 7 qui sont utilisés pour la fabrication des colonnes porteuses 1. D'après les calculs, la consommation de métal nécessaire à la fabrication des colonnes porteuses conformes à la présente invention est abaissée d'environ 20% en comparaison de celle des colonnes porteuses réalisées de la manière classique. REVENDICATIONS 1. Dispositif porteur et élévateur d'une installation flottante auto-élévatrice, du type comportant des colonnes porteuses (1) passant à travers des ouvertures (3) ménagées dans le corps (2), et des mécanismes (4) d'élévation des colonnes porteuses (l)rmontés sur le corps (2), et dont chacune comprend au moins trois montants porteurs (5) disposés aux angles des colonnes porteuses (5) et réunis entre eux par des contrevents ou analogues horizontaux (6) et obliques (7), caractérisé en ce que chaque montant porteur (5) comporte, sur sa surface orientée vers la paroi de l'ouverture (3) du corps (2),des surépaisseurs (8) aux endroits de raccordement audit montant des contrevents horizontaux (6) et obliques (7), tandis que dans l'ouverture (3), en regard des montants porteurs (5), sont montés des guidages (9) qui entrent en contact avec, simultanément, au moins deux desdites surépaisseurs (8) des montants porteurs (5). 2. Dispositif porteur et élévateur suivant la revendication 1, caractXrisé en ce que chaque surépaisseur (8) du montant porteur (5) est formée par une telle distincte épousant la forme du montant porteur (5) et rapportée sur celui-ci. 3. Dispositif porteur et -élévateur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le guidage (9) exécuté en deux sections (9a, 9b) disposées dans la partie basse et la partie haute, respectivement, de- l'ouverture (3) du corps (2). 4. Dispositif porteur et élévateur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que sur le corps (2), au-dessus de chaque ouverture (3), est fixé un cadre (10), tandis que le guidage (9) est réalisé en deux sections (9a, 9b), dont l'une (9a) est disposée dans la partie basse de l'ouverture (3) du corps (2), et l'autre (9b), dans la partie haute du cadre (10).