Brevet FR2594406A1 — publié le 19870821

La présente invention est relative å l'amar- rage des plate-formes sur les sites de forage pétro lier ou d'exploitation d'une nappe. En certains emplacements du globe particu lièrement exposés aux fortes intempéries ou encore aux passages d'icebergs. il est nécessaire de permettre à une plate-forme de quitter son site de forage ou d'exploitation en un minimum de temps. Or, une plate-forme est généralement immobilisée par des ancres portées par des chaines ou des câbles d'une grande longueur et d'une section considérable. Les maillons des chaines d'amarrage d'une plate-forme pétrolière peuvent atteindre par exemple une longueur de Im et une section de 10 cm. En raison de ces dimensions importantes, ainsi que du nombre d amarres retenant une plate-forme pétrolière sur son site, la libération rapide de la plate-forme constitue un problème qui jusqu'ici n'a été résolu que partiellement. On a proposé d'lnclure dans les amarres for mées par des chaines des maillons explosifs dont la commande de mise a feu peut entre assurée automatiquement a partir d un poste central. Cependant, 1 utilisation des maillons explosifs s'est avérée peu satisfaisante en raison notamment de la difficulté de maitriser avec précision les effets des charges explosives à placer dans les maillons. Par ailleurs. le largage des amarres par sectionnement de celles-ci à l'aide de maillons explosifs provoque la perte des amarres qui vont au fond de sorte que, compte tenu des profondeurs importantes de certains sites de forage et d exploitation actuels, leur récupération est rendue très difficile. voire impossible. Il en résulte une perte de temps pour assurer lamarrage de la plate-forme lors de son retour sur le site en raison de la nécessité soit de recupé- rer au fond les amarres larguées, soit de placer de nouvelles amarres. cette dernière opération ajoutant un coût supplémentaire. De plus, sur un site d'exploitation, la chute des amarres sur le fond marin risque dendommager les équipements sous-marins des têtes de puits ou encore de géner leur bon fonctionnement. L'invention vise à remédier aux inconvénients des systèmes de largage d'amarres de la technique antérieure en créant un dispositif qui permette un largage sur et rapide d-une amarre de plate-forme pétrolière et qui facilite considérablement les opérations de récupération de celle-ci lors du retour de la plate-forme sur le site. Elle a donc pour objet un dispositif de largage rapide et de récupération d'une amarre,notamment pour plate-forme pétrolière, ladite amarre comportant une partie immergée portant à son extrémité une ancre et une partie stockée à bord de la plate-forme, des moyens de virage ou de dévirage de l'amarre, celle-ci passant dans un chaumard solidaire de la plate-forme et définissant un point correspondant d'amarrage de celle-ci. caractérisé en ce que ledit chaumard est pourvu d un dispositif de prise d amarre séparable du chaumard lors de l immobilisation du dispositif de prise d'amarre sur l'amarre à la fin du largage rapide de sa partie stockée à bord de la plate-forme ledit dispositif de prise d'amarre étant relié à au moins une bouée de mise en flottaison et de signalisation de 1 amarre. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l est une vue schématique partielle en élévation d'une plate-forme pétrolière équipée d'un dispositif de largage et de récupération d'amarre suivant l'invention; - la Fig.îA montre un détail suivant A de la Fiv.1; - la Fig.2 est une vue en élévation d'un chaumard équipé d'un dispositif de prise de chaine faisant partie du dispositif de l'invention; - la Fig.3 est une vue analogue à celle de la Fig.2, montrant un dispositif de prise de câble; - la Fig.4 est une vue en coupe. à plus grande échelle du dispositif de prise de câble de la Fig.3 en position active;; - la Fig.5 est une vue analogue à celle de la Fig.4 montrant le dispositif de prise de câble en position inactive; - les Fig.6 à 8. montrent schématiquement les opérations de récupération rapide d'une chaine larguée à l'aide du dispositif de l invention: et - les Fig.9 et 10 montrent schématiquement l'utilisation de deux bouées avec le dispositif suivant l'invention. On a représenté sur la Fig.1, une plate-forme pétrolière 1 de type flottant dont la coque 2 et munie de piles ou jambes 3 pourvues de flotteurs 4 à leur extrémité immergee. La plate-forme est maintenue en place sur son site par un certain nombre d'amarres telles que l'amarre 5 pourvue d'une ancre non représentée et qui passe par un chaumard 6 qui détermine le point d'amarrage de la plate-forme par l'amarre 5. Dans l'exemple représenté, l'amarre est constituée par une chaine dont la manoeuvre est assurée par un dispositif de virage et de dévirage constitué par un guindeau 7, une partie de la chaîne étant stockée dans un puits à chaîne 8. Le chaumard 6 est équipé suivant l'invention d'un dispositif de prise de chaîne 9 qui sera décrit en détail en référence à la Fig.2 et auquel est reliée par un cable 10 ou au @@ @@@ane de li@@@ @ souple, une bouée 11 de mise en flottaison de l'amarre de signalisation, disposée sur un rebord 12 de la plate-forme. Comme représenté à la Fig.2, le chaumard 6 est constitué par une chape articulée sur la jambe 3 de la plate-forme et dans laquelle est montée une roue à chaine 13. Sur l'axe 14 de le roue 13. est articulé un support 15 pour un dispositif de prise de chaine 16 qui comporte deux roues à chaine 17 montees à rotation dans un corps 18 et délimitant entre elles un passage 19 pour la chaine 5. L'une des roues à chaine 17 est pourvue d'un disque 20 qui coopère avec les mâchoires 21 de frein à disque actionnées par un accumulateur de pression hydraulique 22. L'autre roue à chaine 17 est pourvue d'une roue à rochet 23 coopérant avec un cliquet d'immobilisation 24 actionne par un vérin 25 également alimenté par l'accumulateur de pression 22. Le corps 18 du dispositif de prise de chaine est pourvu d'une patte 26 à laquelle est fixé le câble 10 de liaison avec la bouée 11 (Fig.1). Le dispositif de prise de chaîne 16 est fixé de façon séparable au support 15 porté par le chaumard 6 au moyen de boulons calibrés 27 engagés dans une collerette 28 d'un manchon 29 fixé au corps 18 du dis positif de prise de chaine et dans une collerette 15a du support 15. La liaison du dispositif de prise de chaine 16 avec son support 15 peut également etre assurée par un connecteur hydraulique à verrouillage à chien enga gé dans le manchon 29 et commandé par exemple par le vérin hydraulique 25 simultanément à l'engagement par celui-ci du cliquet 24 avec la denture de la roue à rochet 23. Un tel dispositif présente l'avantage d'etre directement reconnectable sans nécessiter une remise en place de boulons calibrés. A son extrémite engagée dans le puits à chaine 8, la chaine 5 est reliée de façon séparable sous l'action d'un effort prédéterminé à une ligne de reprise 30 enroulée sur un treuil 31. La liaison entre la chaîne 5 et la ligne de reprise est par exemple assurée par un maillon calibré 32. Le dispositif qui vient d'ëtre décrit fonctionne de la manière suivante. Lorsqu'on souhaite larguer rapidement les amarres de la plate-forme, on laisse filer chaque chaine 5 Jusqu'a ce qu'une longueur prédéterminée de celle-ci reste dans le puits de chaîne. La chaine passe librement dans le chaumard 6 et dans l'espace 19 ménagé entre les roues à chaine 17 du dispositif de prise de chaine en entrainant les roues à chaine 17 en rotation.Lorsque l'extrémité de la chaine engagée dans le puits 8. se trouve par exemple a une distance prédéterminée en amont du guindeau 7,on actionne le dispositif de prise de chaine en appliquant par 1' in- termédiaire de l'accumulateur de pression 22 alimenté en fluide hydraulique par une conduite 22a fixée au câble 10 de liaison avec la bouée 11, une force de freinage aux mâchoires 21 de frein à disque qui en venant en contact avec le disque 20 associé à la roue de chaine 17 correspondante, assurent le freinage de cette roue. Lorsque la chaine est suffisamment freinée, l'accumulateur de pression 22 actionne le vérin 25 qui, provoque le blocage définitif des roues à chaine 17 par engagement du cliquet 24 dans la roue à rochet 23 associée à la roue à chaine 17 opposée à la roue portant le disque 20. Des que le ~Dispositif ae prise ae chai ne 6 est immobilisé sur la chaîne, il est séparé du chaumard 6 par rupture des boulons calibrés 27 sous l'ef- fet de l'effort de traction que la chaine exerce alors sur le dispositif de prise de chaîne. Dans le cas ou le dispositif de chaine 16 est relié au support 15 par un connecteur hydraulique à verrouillage à chien, l'actionnement du connecteur en vue de la libération du dispositif de prise de chaine est simultané à celui du cliquet 24 pour assurer l'immobilisation de prise de chaine 5. Il est assuré par le vérin 25 alimenté par l'accumulateur de pres-sion 22.Le reste de la chaine defile par le chaumard 6 et le dispositif de prise de chaîne entraine par la chaine entraine a son tour la bouee 11 de mise en flottaison et de signalisation. Après devidement de toute la chaine, on laisse filer une certaine longueur de la ligne de reprise 30 de façon que celle-ci s'engage dans le chaumard 6. Lorsqu'une certaine longueur de la ligne de reprise 30 est passee par le chaumard 6. on freine le treuil 31 de la ligne de reprise en provoquant la rupture du maillon calibré 32 reliant la ligne de reprise à la chaine S. La ligne de reprise est ainsi engagée dans le chaumard 6, ce qui permettre de faciliter les opérations de reprise de chaine lors du retour de la plate-forme sur son site de travail. Lorsque les opérations de largage sont terminées, la chaine 5 comporte une portion suspendue à la verticale à la bouée 11 de mise en flottaison et de signalisation comme représenté à la Fig.6, ce qui permet de localiser la chaine avec précision. Les opérations de reprise de chaine s'effectuent de la manière suivante. Comme représenté à la Fig.7, un navire remorqueur N vient à proximité de la bouée 11 signalant la présence de la chaine relève celle-ci et relie son extrémité libre à l'extrémité de la ligne de reprise 30 engagée dans le chaumard 6 de la plate-forme qu'il a relevé au préalable. Lorsque ces opérations sont terminées, l'ensemble se trouve dans la situation représentée à la Fig.8. Il suffit alors de reprendre la ligne de reprise 30 à l'aide du treuil 31, la chai- ne 5 restant suspendue au navire N qui l'accompagne jusqu'a proximité de la plate-forme. Lorsque la chaine 5, est engagée dans le chaumard 6 et reprise par le guindeau 7, elle est larguée par le navire et L'amarre rage est terminé normalement par le guindeau, une portion de la chaine étant stockée dans le puits a chaine 8. Aux Fig.3 a 5, on a représenté une variante du dispositif de prise d'amarre entrant dans la constitution du dispositif de l'invention. Dans cette variante, l'amarre est constituée par un câble 35 qui passe dans un chaumard 36 articulé sur la gambe 3 de la plate-forme et dans lequel est montée folle une poulie 37. Sur le support 37a articulé sur l'axe de la poulie de câble j7, est fixé un dispositif de prise de cable 38, au moyen de boulons calibrés 39 ou bien au moyen d'un connecteur hydraulique a verrouillage a chien. Ainsi que le montre les Fig.4 et 5, le dispositif de prise de câble comprend un corps cruciforme dans lequel est ménagé un passage tubulaire 40 pour le câble 35. Dans la partie centrale du passage 40 débouchent deux cylindres 41,42 disposés en regard l'un de l'autre et dans lesquels sont montés déplaçables des pistons correspondants 43,44 qui portent a leurs extrémités des patins 45, 46 destinés à venir en contact avec le cable @@ oiyr assu @r @@@ t@ei@@ t la fixation du dispositif de prise de câble sur celui ci. Les cylindres 43, 44 sont actionnés par un fluide sous pression admis dans des chambres 47, 48 reliées à des conduits 49, 50 provenant d'une source de fluide sous pression non représentée, disposée sur la plateforme. A l'une des extrémités du passage 40 pour le câble 35, le corps du dispositif 38 de prise de câble comporte un flasque 51 pourvu d'une patte 52 a laquelle est fixé le cible 10 de liaison à une bouée de mise en flottaison et de signalisation analogue à la bouée 11 du dispositif décrit en référence aux Fig.1 et 2. A chacun des pistons 43 et 44 sont associés des dispositifs anti-retour constitués par des doigts 53, 54 montés dans des logements latéraux 55, 56 du corps 38, sollicités par des ressorts 57, 58. Ces dispositifs sont destinés comme représenté à la Flg.4 a immobiliser les pistons 43, 44 en position de serrage du câble 35 qui permettent donc l'interruption de l'alimentation en fluide sous pression du dispositif lorsque celui-ci est séparé du chaumard 36. Le reste du dispositif de largage de câble est de construction semblable a celle du dispositif de largage de chaine décrit en référence à la Fig.2, à la différence pres que le dispostif de virage et de dévirage de câble est constitué par un treuil ou un cabestan. En effet, à l'extrémité du câble 35 se trouvant à bord de la plate-forme, est fixée de façon séparable une ligne de reprise non représentée similaire à la ligne de reprise 30 du dispositif de largage de chaîne. Le fonctionnement du dispositif de largage de câble est semblable à celui du dispositif de largage de chaine a l'exception du fait que le fluide sous pression est directement appliqué aux pistons 43 et 44 pour assurer le serrage du câble 35 alors que dans le dispositif de largage de chaîne, le fluide sous pression est délivré par un accumulateur de pression monté dans le dispositif de largage de chaine proprement dit. Aux Fig.9 et 10, on a représenté une variante du dispositif de largage suivant l'invention destiné au largage et à la reprise de chaines de grande longueur. On voit a la Fig.9, que la chaine 5 est immobilisée sur le fond marin par un poids 60 et qu'au tronçon de chaine s'étendant entre ce poids et la plate-forme. est fixée une bouée 11a qui est immergée sous l'effet de la tension de la chaine lorsque la plate-forme est amarree, la bouée 1 1 largable avec la chaine étant, comme dans le cas de la Fig, 1, placee sur la plate-forme. Lors du largage de la chaîne, qui a lieu de la manière décrite en référence aux Fig,1 et 6 à 8. la chaine est mise en flottaison non seulement par la bouée 11 large avec la chaîne, mais également par la bouée 11a qui émerge dés la libération de la chaine par la plate-forme. On voit que grâce à l'agencement qui vient d'être décrit, les opérations de largage rapide des amarres d'une plate-forme prétrolière, ainsi que les opérations de reprise de ces amarres en vue de replacer la plate-forme sur son site de travail, sont con sidérablement facilitées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de largage rapide et de récu pération d'une amarre (5;35),notamment pour plate-forme pétrolière, ladite amarre comportant une partie immergée portant à son extrémité une ancre et une partie stockée à bord de la plate-forme (1), des moyens (7) de virage ou de virage de l'amarre, celle-ci passant dans un chaumard (6;36) solidaire de la plate-forme et définissant un point correspondant d'amarrage de celle-ci, caractérisé en ce que ledit chaumard (6;36) est pourvu d'un dispositif de prise d'amarre séparable du chaumard (6::36) lors de l'immobilisation du dispositif de prise d'amarre sur l'amarre (5;35) à la fin du largage rapide de sa partie stockée à bord de la plate-forme, ledit dispositif de prise d'amarre (16;38) étant relié à au moins une bouée (11;11a) de mise en flottaison et de signalisation de l'amarre. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'à son extrémité située en amont du dispositif de virage et de dévirage (7), l amarre (5:35) est reliée de façon séparable sous l'action d'un effort prédéterminé à une ligne de reprise (30) enroulee sur un treuil (31) ladite ligne de reprise (30) étant destinée a etre dévidée ausqu'å ce que son extrémité liée à l'amarre (5;35) ait traversé le chaumard (6:36) et à être séparée de ladite amarre par freinage du treuil (31) après qu'une longueur prédéterminee de la ligne de reprise (30) se trouve au-delå du chaumard. 3. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de prise d'amarre (16;38) est fixé de façon séparable au chaumard (6;36) par l'intermédiaire d'un support (15;37a) articulé sur l'axe de rotation du guide d'amarre (13;37) du chaumard, le dispositif de prise d'amarre étant relié au support (15;37a) par des moyens de liaison (27;39) destinés à libérer le dispositif de prise d'amarre par rapport au support (15; 37a) lors de l'immobilisation du dispositif de prise d'amarre sur l'amarre (5;35). 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3. caractérisé en ce que l'amarre étant constituée par une chaine (5), le dispositif de prise d'amarre (16) comprend deux roues à chaine (17) montées dans un corps (18) et délimitant entre elles un passage (19) pour la chaine avec laquelle elles sont en prise, des moyens (20, 21, 22) de freinage de 1 une au moins des roues à chaine (17) et des moyens (23.24.25) d'immobilisation des roues à chaine (5) à la fin du freinage de celle-ci. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caracterisé en ce que lesdits moyens de freinage comprennent un disque (20) fixé à l'une au moins des roues à chaine (17) et des mâchoires (21) de serrage du disque (20) actionnées par un accumulateur hydraulique de pression (22) alimenté en fluide par une conduite (22a) reliée à une source de fluide hydraulique située sur la plate-forme (1). 6. Dispositif suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'immobilisation des roues à chaine (17) comprennent une roue à rochet (23) solidaire en rotation de l'une desdites roues a chaine (17) et un cliquet (24) de blocage de la roue à rochet sous l'action d'un vérin hydraulique (25 > alimenté par ledit accumulateur de pression (22). 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'amarre étant constituée par un câble (35], le dispositif de prise d'amarre (38) comporte un corps pourvu d'un passage tubulaire (40) pour le câble (35), deux cylindres (41,42) disposés en regard l'un de l'autre débouchant dans la partie centrale dudit passage et comportant chacun un piston (43,44 > qui porte un patin (45,46) de serrage du câble, et des conduits (49.50) d'alimentation des cylindres (41,42) en fluide sous pression, lesdits conduits étant reliés à une source de fluide sous pression disposée sur la plate-forme. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'à chaque piston (43,44) est associé un dispositif anti-retour (53,55,57,54,56,58) destiné à immobiliser le piston (43,44) correspondant en position de serrage du câble (35). 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lorsque l'amarre est en place sur la plate-forme, ladite bouée (11) de mise en flottaison et de signalisation de l'amarre est disposée sur la plate-forme et reliée au corps du dispositif de prise d'amarre (16;38) par un câble (10) ou autre organe de liaison souple. 10. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de prise d'amarre (16;38) est relié audit support (15;37a) par des organes (27;39) ayant une limite de rupture calibrée pour un effort de traction prédéterminée exercé par l'amar- re (5;35) après freinage de celle-ci par le dispositif de prise d amarre (16:38). 11. Dispositif suivant la revendication 3, et l'une quelconque des revendications 4 et 8, carac térisé en ce que le dispositif de prise d'amarre (16; 38) est relié audit support (15;37a) par un connecteur hydraulique à verrouillage dont le déverrouillage en vue de la libération du dispositif de prise d'amarre par rapport au chaumard est commandée par les moyens de freinage ou par les moyens d'immobilisation du dispositif de prise d'amarre sur l'amarre (5;35).