Brevet FR2622225A1 — publié le 19890428

La présente invention est relative aux techniques de déplacement de plate-formes pétrolières de forage et d'exploitation en mer et se rapporte plus particulièrement à la technique de coupe en charge des piliers de telles plate-formes. Certaines plate-formes pétrolieres .d'exploi- tation en mer comprennent une coque portant des équipements d'exploitation et des locaux d'habitation. La coque est soutenue par des piliers tubulaires enfoncés dans le sol marin. Compte tenu du prix de revient élevé d'une plate-forme de ce type et de sa longévité qui dépasse généralement la durée d exploitation d un site, on a proposé de déplacer la plate-forme pour l'amener sur un nouveau site d'exploitation après épuisement du si -te sur lequel elle avait été construite. La Demande de brevet français n 8613505 déposée le 26 septembre 1S86 par la Demanderesse décrit un procédé de déplacement d'une plate-forme de forage et d'exploitation en mer, d'un site à un autre, qui consiste essentiellement à engager sous la coque de la plate-forme une ou plusieurs barges de transport, a charger la coque sur la ou les barges. par déplacement relatif vertical de la coque et de la ou des barges. à couper les piliers de soutien de la coque en des emplacements situés au-dessus du niveau de l'eau, à transporter la coque de la plate-forme sur la ou les barges jusqu'au-nouveau site et à la replacer en utilisant les tronçons de piliers restés solidaires de la coque sur des piliers d'une structure de support construite au préalable sur le nouveau site. Bien qu un tel procédé soit relativement aisé à mettre en oeuvre, l'opération de coupe des piliers de soutien de la coque de la plate-forme reste une opération relativement longue et délicate en raison des charges importantes supportées par les piliers. La coupe d'un pilier tubulaire est généralement réalisée au chalumeau en découpant progressivement le pilier tubulaire suivant sa périphérie. On comprend donc qu'à mesure que l'opération de coupe d'un pilier progresse, la charge supportée par le pilier a tendance à se reporter sur la partie de la paroi de celui-ci qui n'a pas été entamée par le chalumeau de sorte qu'à la fin de 1 opération cette charge qui peut etre de plusieurs milliers de tonnes provoque l'écrasement de la matière non découpée rendant ainsi 1 opération de coupe difficile à terminer. Par ailleurs, le fait d'entamer un pilier de soutien d'une coque de plate-forme engendre 1' appari- tion de contraintes qui peuvent compromettre 1 équili- bre de l'ensemble de la plate-forme. Enfin dans le cas où la coupe des piliers de plate-forme est effectuée avec une ou plusieurs barges soutenant la coque de la plate-forme par déballastage, il est nécessaire de prendre des précautions pour que les opérations de coupe de tous les piliers de la plate-forme soient terminées. simultanément. L'invention vise à remédier aux inconvénients précités en créant un procédé de coupe d'un pilier tubulaire vertical sans charge, qui, tout en étant facile à mettre en oeuvre, soit réalisable sans nécessiter aucun moyen de soutient de la charge portée par le pilier et qui permette d'assurer la coupe du pilier suivant toute sa périphérie. Elle a donc pour objet un procédé de coupe d'un pilier vertical sous charge, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser dans la paroi du pilier, à l'emplacement de la coupe, au moins deux fentes transversales disposées à intervalles réguliers sur la périphérie de la paroi, à insérer dans lesdites fentes des cales de soutien du tronçon supérieur du pilier sur le. tronçon inférieur de celui-ci et à terminer l'opération de coupe de la paroi du pilier dans le prolongement des fentes logeant lesdites cales de soutien du tronçon supérieur. Suivant une caractéristique particulière de l'invention le procédé défini ci-dessus consiste en outre après la mise en place desdites cales dans lesdites fentes à fixer au-dessous desdites fentes, dans la région dudit pilier destinée à constituer l'extrémité libre du tronçon inférieur, des moyens de centrage s étendant vers l'extérieur du pilier et à fixer au-dessus desdites fentes dans la région du pilier destinée à constituer l'extrémité libre du tronçon supérieur, des moyens de centrage complémentaires en appui sur lesdits moyens de centrage fixés au-dessous des fentes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquelles - la Fig. 1 est une vue schématique d'une plate-forme pétrolière d'exploitation en mer - la Fig. 2 est une vue en perspective à plus grande échelle d'une portion de pilier de la plate-forme de la Fig. 1 dans laquelle la coupe du pilier doit entre réalisée - la Fig. 3 est une vue en élévation et en coupe d'un tronçon de pilier sur lequel est mis en oeuvrè le procédé de coupe suivant l'invention - la Fig. 4 est une vue en perspective des tronçons supérieurs et inférieurs d'un pilier coupé à l'aide du procédé suivant l'invention et après leur séparation - la Fig. 5 est une vue en élévation et en coupe analoque à celle de la Fig. 3 montrant la mise en place du tronçon supérieur d'un pilier coupé à l'aide du procédé suivant 1 invention, sur un pilier inférieur d'une nouvelle structure porteuse - la Fig. 6 est une coupe suivant la ligne 6.6 de la Fig. 5. Sur la Fig. 1 on a représenté schématiquement une plate-forme pétrolière d'exploitation en mer comportant une coque 1 soutenue par des piliers 2 enfoncés dans le sol marin et portant entre autres une tour de forage ou "derrick" 3. Pour assurer le déplacement d'une telle plate-forme d'un site d exploita- tion vers un autre, par exemple à l'aide de barges, il est nécessaire de procéder à la séparation de chacun des piliers 2 en un tronçon inférieur 2a destiné à rester dans le sol marin et en un tronçon supérieur 2b destiné à etre transporté avec la coque 1 dont il est solidaire et à servir à la mise en place de la coque sur un nouvéau site. La séparation de chacun des piliers en tronçon inférieur et tronçon supérieur est réalisée selon le procédé de l'invention de la manière suivante. Ainsi qu'on le voit à la Fig. 2 sur laquelle on a représenté une portion de pilier dans laquelle doit etre réalisée la coupe, on pratique dans la paroi tubulaire du pilier 2, par exemple à l'aide d'un cha lumeau deux fentes 4 diamètralement opposées s' éten- dant par exemple sur un quart de la section circulaire du pilier. Puis, comme représenté à la Fig. 3, on dispose dans chacune des fentes 4 une cale 5 d'épaisseur égale à la largeur de la fente et de longueur correspondant à la longueur de celle-ci, la dite cale étant destinée à soutenir le tronçon supérieur du pilier sur le tronçon inférieur lorsqu'on poursuit l'opération de coupe du pilier. Chacune des cales 5 se présente, dans le mode de réalisation représenté, sous la forme d'une portion d'anneau (Fig. 4) et elle est avantageusement pourvue de moyens de centrage 6 constitués chacun par une plaque inclinée 7 soudée au bord extérieur de la cale 5 et fixée à une plaque horizontale 8 soudée à la surface périphérique extérieure du pilier au-dessous de la cale 5 par un gousset 9 de forme à peu prés triangulaire, disposé verticalement et soudé lui aussi à la surface périphérique du pilier. Aux moyens de centrage 6 solidaires de chacune des cales 5 sont associés des moyens de centrage complémentaires 70 fixés au-dessus des fentes 4 à l'extrémité de la portion de pilier 2 destinée à constituer le tronçon supérieur 2b solidaire de la coque 1 (Fig. 1), en appui sur les moyens de centrage 6. Ces moyens de centrage complémentaires 10 sont constitués par des strutures métalliques en caissons comprenant des plaques horizontales 11 en forme de portions d'anneau reliées entre elles par des plaques de renforcement verticales 12, ladite structure étant fermée à sa partie inférieure par une plaque inclinée 13 en forme de portion d'anneau et dont l'inclinaison correspond à celle des plaques 7 des moyens de centrage 6. Chacunes de ces structures en caisson 10 est soudée à la périphérie extérieure du pilier 2.Les plaques inclinées 13 des structures en caisson portent chacune des patins 14 en un matériau amortisseur dur tel qu'un élastomère approprié destiné à assurer un bon contact d'appui entre les plaques 13 des moyens de centrage complémentaires et des plaques 7 des moyens de centrage 6 associés aux cales 5. Les moyens de centrage complémentaires 10 peuvent etre fixés au-dessus des fentes 4 avant que l'on ne continue l'opération de coupe proprement dite. Une fois que le dispositif de cent-rage formé des moyens de centrage 6 et 10 est mis en place, on termine la coupe du pilier dans le prolongement des fentes 4. Lorsque le pilier est découpé sur la totalité de sa périphérie, il est divisé en un tronçon inférieur 2a fixé dans le sol marin, et en un tronçon supérieur 2b solidaire de la coque 1 de la plate-forme et qui repose sur le tronçon inférieur 2a par l'intermédiaire des cales 5, son centrage par rapport au tronçon inférieur étant assuré par les moyens de centrage 6 et 10 respectivement solidaires du tronçon inférieur 2a et du tronçon supérieur 2b. Lorsque tous les piliers 2 de la plate-forme sont ainsi séparés en deux tronçons, la plate-forme est prête à être déplacée vers un nouveau site et grace à l'agencement qui vient d'étire décrit, elle reste solidement en place sur les tronçons 2a enfoncés dans le sol marin. Il suffit alors au moment opportun, notamment lorsque les conditions atmosphériques le permettent, d'engager sous la coque 1 de la plate-forme une ou plusieurs barges ballastées (non représentées), de déballaster les barges pour soulever la coque, les tronçons 2b des pieds 2 de celle-ci étant alors séparés des tronçons 2a qui restent ancrés dans le sol marin. Lorsque la plate-forme est amenée sur un nouveau site, sur lequel des piliers de support 20 pour la plate-forme ont été disposés au préalable dans des positions telles que les tronçons 2a de la coque puissent chacun être supportés par un pilier 20 correspondant, on positionne la plate--forme de manière que chacun des tronçons 2b solidaire de la coque de celle-ci se trouve au-dessus d'un pilier 20 et l'on abaisse la coque en reballastant les barges jusqu'à ce que chacun des tronçons 2b vienne en contact avec le pilier 20 correspondant de la nouvelle structure de support.Au cours de cette opération, les moyens de centrage 10 solidaires de l'extrémité inférieure de chacun de tronçons 2b coopèrent avec des moyens de centrage correspondants 21 de forme analogue aux moyens de centrage 6 prévus sur les tronçons inférieurs 2a restes enfoncés dans le sol marin du site précédent, à l'exception du fait que les moyens de centrage 21 fixés au pilier 20 sont directement soudés à la surface latérale dudit pilier et ne comportent pas de cale interposée entre le pilier 20 et le tron çon supérieur 2b qu'il reçoit. Afin de permettre une mise en place précise du tronçon de pilier 2b sur le pilier 20 de la nouvelle structure de support, ce pilier comporte des taquets de centrage 22 régulièrement répartis à sa périphérie et fixés sur la paroi interne de celui-ci, les extrémités 23 des taquets 22 faisant saillie par rapport au plan de l'extrémité libre du pilier 20 étant légèrement en retrait par rapport à la surface intérieure de la paroi du pilier 20 afin de permettre une mise en place précise du tronçon de pilier 2b lorsqu'il vient en contact avec l'extrémité du pilier 20 correspondant de la nouvelle structure de support. Lorsque le tronçon 2b du pilier repose sur le pilier 20 correspondant on procède à sa fixation définitive au pilier 20 par soudage. A cet effet, sur J extrémité libre du tronçon de pilier 2b on ménage au préalable un chanfrein 23 facilitant la mise en place d'un cordon de soudure 24. On voit donc que gracie à l'agencement qui vient d'etre décrit il est possible non seulement de procéder à une séparation de piliers sous c-harge sans avoir à soutenir la charge qu'ils supportent mais aussi de replacer les tronçons de piliers séparés de leur support sur des supports de dimensions correspondantes mis an place sur un nouveau site en utilisant les memes moyens de centrage que ceux employés lors de opérations de séparation. Le procédé suivant l'invention et les moyens pour sa mise en oeuvre, du fait qu'ils permettent de faciliter les opérations de coupe de pilier sous charge, peuvent contribuer de façon appréciable à la mise en oeuvre d'opérations de transport de plate-forme pétrolière d'un site à un autre. Bien que l'invention qui vient d'etre décrite soit considérée comme étant appliquée à la coupe de piliers de plate-formes pétrolières de forage et d exploitation en mer, on comprend aisément qu'elle s'applique tout aussi bien à toute opération de coupe de piliers métalliques tubulaires sous charge. REVENDICATIONS 1. Procédé de coupe d'un pilier vertical sous charge, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser dans la paroi du pilier, à l'emplacement de la coupe, au moins deux fentes transversales (4) disposées à intervalles reguliers sur la périphérie de la paroi, à insérer dans lesdites fentes (4) des cales de soutien (5) du tronçon supérieur (2b) du pilier sur le tronçon (2a) inférieur de celui-ci et à terminer l'o- pération de coupe de la paroi du pilier dans le prolongement des fentes (4) logeant lesdites cales de soutien du tronçon supérieur. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en outre après la mise en place desdites cales (5) dans lesdites fentes (4) à fixer au-dessous desdites fentes (4). dans la région dudit pilier (2) destinée à constituer l'extrémité libre du tronçon inférieur, des moyens de centrage (6) s'étendant vers l'extérieur du pilier et à fixer audessus desdites fentes (4) dans la région du pilier (2) destinée à constituer l'extrémité libre du tronçon supérieur, des moyens de centrage (10) complémentaires en appui sur lesdits moyens de centrage (6) fixés au-dessous des fentes (4). 3. Procédé -suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les dispositifs de centrage (6) destinés à entre fixés au-dessous des fentes (4) sont rendus solidaires des cales (5) et sont mis en place avant leur fixation à la région correspondante du pilier (2), lors de l'introduction des cales (5) dans les fente.s (4). 4. Procédé suivant l'une quelconque des re vendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pilier ayant une paroi tubulaire, lesdites cales (5) sont en forme de portion d'anneau. 5. Dispositif de centrage destiné à la mise en oeuvre du procédé de coupe de piliers verticaux sous charge suivant l'une quelconque des revendica tions 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de centrage (6) s'étendant vers l'extérieur du pilier, fixés au-dessous de la zone de coupe dans la région dudit pilier (2) constituant l'extrémité libre du tronçon inférieur (2a) du pilier et des moyens de centrage complémentaires (10) en appui sur les moyens de centrage (6), fixés au tronçon inférieur (2a), lesdits moyens de centrage complémentaires étant fixés dans la région dudit pilier (2) constituant l'extre- mité libre du tronçon supérieur (2b) du pilier. 6. Dispositif de centrage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de centrage (6) fixés au-dessous de la zone de coupe sont constitués chacun par une plaque inclinée (7) fixée à une plaque horizontale soudée à la surface périphérique extérieure du pilier (2) par un gousset (9) dis posé verticalement et soudé à la surface périphérique du pilier. 7. Dispositif de centrage suivant l'une des revendications 5 et 6 caractérisé en ce que lesdits moyens de centrage (6) fixés au-dessous de la zone de coupe sont associés à des cales (5) insérées dans des fentes correspondantes (4) ménagées dans la paroi du pilier (2) au début de l'opération de coupe et en ce que ladite plaque inclinée (7) de chacun des moyens de centrage est soudée au bord extérieur d'une cale cor respondante. 8. Dispositif de centrage suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de centrage complémentaires (10) sont constitués chacun par une structure métallique en caisson soudée à la périphérie extérieure du pilier (2) et comprenant des plaques horizontales (11) en forme de portions d'anneaux reliées entre elles par des plaques de renforcement verticales (12) , ladite structure- en caisson étant fermée à sa partie inférieure par une plaque inclinée (13) en forme de portion d'anneau et dont l'inclinaison correspond à celle des plaques inclinées (7) des moyens de centrage (6) fixés au-dessous de la zone de coupe, 9.Dispositif de centrage suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les plaques inclinées (13) des moyens de centrage complémentaires portent chacune au moins un patin (14) en matériau amortisseur dur, destiné à assurer un bon contact d'appui entre lesdites plaques (13) des moyens de centrage complémentaires et les plaques inclinées (7) des moyens de centrage (6) fixés au-dessous de la zone de coupe. 10. Dispositif de centrage suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de centrage complémentaires (10) sont destinés à coopérer avec des moyens de centrage correspondants (21) fixés à un pilier (20) installé à un autre emplacement et destiné à recevoir le tronçon supérieur (2a) du pilier (2). 11. Dispositif de centrage suivant la re vendicatiôn 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de centrage correspondants (21) fixés au pilier (20) installé audit autre emplacement comportent en outre des taquets de centrage (22) régulièrement répartis à la périphérie du pilier (20), fixés à la paroi interne de celui-ci, et présentant des extrémités (23) en saillie par rapport au plan de l extrémité libre du pilier (?0) légèrement en retrait par rapport à la surface intérieure de la paroi dudit pilier afin de permettre une mise en place précise du tronçon supérieur de pilier (2b) portant lesdits moyens de centrage complémentaires (10) lorsqu'il vient en contact avec l'extrémité du pilier (20).