Brevet FR2660297A1 — publié le 19911004

L'invention se rapporte principalement à un dispositif de suspension ainsi qu a un dispositif de liaison comportant un tel dispositif de suspension. Il est connu de suspendre des charges très importantes. Toutefois l'accrochage et la libération de la charge sont effectués sans tension mécanique induite par le poids de la charge. Il est connu d'utiliser des plongeurs pour couper un câble soutenant, par exemple pipeline, câble à poser ou corps mort au dessus d'un fond marin. Cette technique présente l'inconvénient d'être très coûteuse, elle nécessite de disposer sur place d'un bateau de plongée. De plus, elle n'est pas utilisable en mer profonde. Il est connu par ailleurs par le brevet français n0 86 10352 un dispositif permettant, sur commande hydraulique, de libérer une charge suspendue au bout d'une conduite tubulaire flexible. Toutefois, on ne dispose pas toujours de fluides permettant d'actionner la commande hydraulique de libération. Le dispositif selon la présente invention permet à une commande mécanique de libérer des charges suspendues très importantes. Avantageusement, la force mécanique de commande est très faible par rapport au poids de la charge suspendue. Une force faible commande la fermeture des moyens de maintien de la charge. Cette force faible est amplifiée par, par exemple des bras de leviers, de façon à obtenir une suspension sûre de la charge. Dans une variante avantageuse du dispositif selon la présente invention on utilise deux éléments portant chacun une mâchoire et un bras de levier. Les deux éléments sont articulés autour d'un axe. On utilise des moyens empêchant les deux bras de leviers de s'éloigner l'un de l'autre pour assurer la fermeture des mâchoires et par suite la suspension de la charge. Dans un exemple de réalisation du dispositif selon la présente invention les deux bras de leviers sont reliés par un câble de faible diamètre. Un tel câble peut être coupé avec un outil standard comme par exemple un coupe câble. La coupure du câble libère le bras de levier et par suite les mâchoires dont 1v ouverture permet la libération de la charge. Le coupe câble peut être porté, dans le cas d'utilisation sous-marine du dispositif de suspension selon la présente invention, par un véhicule sous-marin téléguidé (ROV en terminologie anglo-saxonne). Avantageusement, le dispositif selon la présente invention comporte des moyens assurant 1v ouverture des mâchoires dès la libération des bras de leviers. Ces moyens sont par exemple constitués par le profil des pinces, la masse des bras de levier, un contrepoids ou un ressort écartant les mâchoires. Le dispositif de suspension selon la présente invention est particulièrement bien adapté pour le couplage mécanique de deux conduites tubulaires flexibles. Il permet notamment l'utilisation d'une conduite tubulaire flexible de faible diamètre pour déposer rapidement sur le fond, par exemple le fond marin, une conduite tubulaire flexible de diamètre important. Un tel dépôt peut devenir nécessaire, par exemple en cas d'interruption d'urgence des opérations de pose sur le fond-marin de conduites tubulaires flexibles, par exemple dans le cas d'une tempête. Une fois la grosse conduite tubulaire flexible reposant sur le fond ou étant proche de celui-ci, on envoie un véhicule sous-marin téléguidé équipé d'un coupe câble qui coupe le câble de faible diamètre reliant le bras de levier.On assiste ainsi à 1v ouverture des mâchoires du dispositif de suspension selon la présente invention. Une éventuelle liaison hydraulique entre deux conduites tubulaires flexibles est rompue par le poids de la conduite tubulaire flexible de grand diamètre ou par la force de traction de remontée de la conduite tubulaire flexible de petit diamètre. La présente invention a principalement pour objet un dispositif de suspension comportant des moyens de maintien pouvant prendre une première position fermée assurant le maintien d'une charge suspendue, et une seconde position ouverte assurant la libération de la charge, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de commande d'ouverture et/ou de fermeture, reliés par des moyens mécaniques d'amplification de forces auxdits moyens de maintien. La présente invention a aussi pour objet un dispositif, caractérisé par le fait que la force exercée par la masse suspendue peut être comprise entre 100.000 N et 5.000.000 N et que la force de commande assurant le maintien de la position fermée est comprise entre 1000 N et 10.000 N. L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs parmi lesquels - la figure 1 est une vue de profil d'un exemple de réalisation du dispositif de suspension selon la présente invention, en position fermée; - la figure 2 est une vue de profil d'un dispositif de suspension selon la présente invention, en position ouverte; - la figure 3 est une vue de profil d'un exemple de réalisation du dispositif de suspension selon la présente invention comportant des moyens de commande actifs; - la figure 4 est un schéma explicatif du fonctionnement du dispositif selon la présente invention; - la figure 5 est une vue de profil d'un dispositif de liaison selon la présente invention. Sur les figures 1 à 5 on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. Sur la figure 1, on peut voir un exemple de réalisation du dispositif de suspension selon la présente invention. Le dispositif, avantageusement réalisé en acier, comporte principalement deux pièces, 1 et 2, articulées autour d'un axe 35. La pièce 1 comporte une mâchoire 11, un élément de liaison vertical 13 et un bras de levier 12. La pièce 2 comporte une mâchoire 21 et un bras de levier 22. Dans la position fermée représentée sur la figure 1, les bras de levier 12 et 22 sont sensiblement parallèles. La longueur des bras de levier 12 et 22 et le profil de mâchoire vont déterminer la force de serrage que pourra supporter le dispositif selon la présente invention. Le dispositif de suspension selon la présente invention comporte des moyens 30 empêchant les bras 12 et 22 de s'écarter. La force nécessaire pour le maintien des bras de levier 12 et 22, et par suite des mâchoires 11 et 21, est faible. Elle est par exemple assurée par un câble d'acier de faible diamètre. On entend par faible diamètre, des câbles d'acier pouvant être coupés par un coupe câble classique porté par un véhicule sous-marin téléguidé. De tels câbles ont nécessairement un diamètre inférieur à 1,5 pouces qui résiste à une charge de traction de 15 tonnes.Il est bien entendu que l'utilisation de câbles ou de fil de fer d'un diamètre nettement inférieur, par exemple 1 mm, ne sort pas du cadre de la présente invention. Par contre, au niveau des pinces 11 et 21, qui enserrent un élément d'accastillage 33 assurant l'accrochage d'une chage, non représenté, la force de maintien est très importante et adaptée à la charge à supporter et par exemple égale à 20, 100, 250 ou 1000 tonnes. La flèche 34 illustre la force exercée par la masse (non représenté). Le dispositif selon la présente invention comporte des moyens permettant sa suspension. Dans exemple illustré sur la figure 1, l'extrémité supérieure de la pièce verticale 13 comporte une ouverture par laquelle pénètre un axe horizontal 14 assurant le maintien d'un tirant 31. Sur le tirant 31 est fixé un câble 32. En cas de coupure du câble 30, comme illustré sur la figure 2, le levier 22 pivote autour de l'axe 35, selon la flèche 36, sous l'action de son poids ainsi que de la force 34 exercée sur la mâchoire 21. L'ouverture de la mâchoire 21 ménage un espace 39 qui permet le passage d'un élément d'accastillage 33 qui supporte le poids de la charge. L'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un câble de faible diamètre pour le maintien des bras de levier 12 et 22. Sur la figure 3, on a illustré un dispositif de maintien télécommandable 37, par exemple par un signal hydraulique, acoustique ou électrique. Les moyens pour véhiculer le signal de commande n'ont pas été représentés sur la figure. Le dispositif de commande 37 comporte par exemple un vérin permettant l'écartement ou le rapprochement des bras de levier 12 et 22. Dans une variante de réalisation, l'élément de commande 37 est séparable en deux éléments 15 et 25 solidaires des bras de levier respectivement 12 et 22. Les éléments 15 et 25 comportent par exemple des électro-aimants. En l'absence de courant, les éléments 15 et 25 se séparent selon une ligne de séparation 38. La figure 4 illustre le choix de la géométrie du dispositif de suspension selon la présente invention pour l'adapter à la charge désirée. Il est bien entendu nécessaire d'adapter aussi la résistance de matériaux pour soutenir l'effort nécessaire. Sur la figure 4 on a noté L la longueur des bras de levier 12 et 22 par rapport à l'axe 35, la distance entre l'axe 35 et le point d'application de la force 34 sur les mâchoires 11 et 21, F la force verticale exercée par la charge, décomposée en une somme de force F1, F'1, s'exerçant sur les mâchoires 21 et 11, et f la force nécessaire pour empêcher les bras de levier 12 et 22 de se s'écarter. Pour assurer la fermeture des mâchoires 11 et 21, il est nécessaire que f.L soit au moins égal à F1.1 . Pour obtenir des forces plus importantes on pourra notamment augmenter la longueur des bras de levier L ou modifier le profil des mâchoires pour diminuer la distance L. Sur la figure 5, on peut voir un exemple de dispositif de liaison entre deux conduites tubulaires flexibles 41 et 43 utilisant un dispositif de suspension selon la présente invention. Dans l'exemple illustré sur la figure 5, la conduite tubulaire flexible supérieure 41 est terminée par un embout 40. La conduite tubulaire flexible 43 est terminée par un embout 42. Avantageusement, les conduites tubulaires flexibles 41 et 43 sont connectées hydrauliquement par une conduite 44. Dans l'exemple illustré sur la figure 5, la conduite 44 n'est pas capable de supporter le poids de la conduite tubulaire flexible 43; la suspension de la conduite tubulaire flexible 43 est assurée par un dispositif de suspension selon la présente invention. La présente invention s'applique principalement à la pose rapide et à l'abandon d'une conduite tubulaire flexible sur le fond marin. Un procédé mettant en oeuvre le dispositif selon la présente invention est décrit dans une demande de brevet français déposée par la demanderesse simultanément à la présente demande et intitulée "Conduite tubulaire flexible d'abandon, dispositif et procédé utilisant une telle conduite". REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension comportant des moyens de maintien pouvant prendre une première position fermée assurant le maintien d'une charge suspendue, et une seconde position ouverte assurant la libération de la charge, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de commande d'ouverture et/ou de fermeture (30,37), reliés par des moyens mécaniques (12,22) d'amplification de forces auxdits moyens de maintien (11,21). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de maintien comportent des mâchoires (11,21) articulées autour d'un axe (35) et que les moyens d'amplification de force comportent des bras de leviers (12,22). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la position d'ouverture ménage un espace (39) à la partie basse des moyens de maintien (11,21). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que chaque mâchoire (11,21) est solidarisée avec un bras de levier (12,22), et que les moyens de commande d'ouverture et/ou de fermeture comportent des moyens (30,37) pour limiter l'écartement relatif des bras de levier. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens pour limiter l'écartement des bras de levier comporte un câble de faible diamètre (30). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de suspension (14,31) permettant de le relier à un câble (32), une channe ou une conduite tubulaire flexible. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'ouverture automatique des moyens de maintien (11,21) en absence des moyens (30) pour limiter l'écartement de deux bras de leviers (12,22). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la force exercée par une masse suspendue peut être comprise entre 100.000 N et 5.000.000 N et que la force de commande assurant le maintien de la position fermée est comprise entre 1000 N et 10.000 N. 9. Dispositif de liaison entre deux conduites tubulaires flexibles, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Dispositif de liaison selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une liaison hydraulique (44) entre les deux conduites tubulaires flexibles (41,43).