Brevet FR2876123A1 — publié le 20060407

La présente invention concerne un procédé d'installation des jambes sur un pont d'une plate-forme d'exploitation en mer. Les plates-formes d'exploitation en mer de type auto-élévatrice, comme par exemple les plates-formes pétrolières, comprennent généralement des jambes, notamment au nombre de trois, prenant appui sur le fond marin au moyen d'un pied formé par un caisson. La plate-forme comprend aussi un pont monté déplaçable et réglable en hauteur le long des jambes et portant notamment des équipements d'exploitation et des locaux d'habitation. Les différents éléments de ce type de plates-formes sont généralement construits et assemblés sur un même site de fabrication. A cet effet, le pont de la plate-forme et les jambes sont fabriqués dans un chantier et ces jambes sont réalisées par tronçons indépendants pour constituer des jambes ayant chacune une hauteur par exemple de l'ordre de 160 mètres, chaque tronçon présentant une hauteur de 6 à 12 mètres. Pour l'assemblage et le montage sur le pont des tronçons de chaque jambe, deux méthodes sont utilisées jusqu'à présent. Selon une première méthode d'assemblage, un premier tronçon préfabriqué en position verticale et formant un tronçon de base est engagé verticalement dans une ouverture correspondante ménagée dans le pont, puis les autres tronçons également préfabriqués, sont positionnés les uns au-dessus des autres et assemblés les uns sur les autres par exemple par soudage. Mais, une telle méthode d'assemblage rend difficile la pose des derniers tronçons composant chaque jambe, car il faut élever ces tronçon à une hauteur importante et notamment à une hauteur d'environ 160 mètres pour le dernier tronçon ce qui implique la construction de lourdes installations pour élever ces tronçons à la hauteur adéquate, ce qui rend les différentes opérations délicates, fastidieuses et tributaires des intempéries. Ainsi, par grand vent, les opérations de montage et d'assemblage doivent être interrompues du fait des risques encourus par le personnel. Selon une seconde méthode d'assemblage, le pont fabriqué à terre est surélevé par un ensemble de grues à une hauteur déterminée et un 2876123 2 premier tronçon d'une première jambe est positionné au-dessous du pont à l'aplomb d'une ouverture ménagée dans ce pont. Ce premier tronçon qui est destiné à former le tronçon supérieur de la jambe, est engagé dans cette ouverture, puis est déplacé verticalement vers le haut par des pignons qui engrènent avec des crémaillères portées par ce tronçon. Ensuite, un second tronçon est placé dans l'alignement du premier tronçon et ces tronçons sont assemblés entre eux par exemple par soudage. Ces deux premiers tronçons sont déplacés verticalement vers le haut et ainsi de suite pour l'ensemble des tronçons composant la jambe. Les mêmes opérations sont réalisées pour chaque jambe. Dans ce cas également, l'assemblage des jambes avec le pont nécessite une infrastructure lourde et la construction de supports importants, par exemple en béton, pour soutenir le pont, et de nombreuses opérations de manutention augmentant ainsi le coût de fabrication de la plate-forme. Ensuite, l'ensemble ainsi assemblé par l'une ou l'autre méthode est remorqué par flottaison ou transporté par barge sur le site pour y être installé. L'invention a donc pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un procédé d'installation des jambes sur un pont d'une plate-forme qui permet de simplifier les opérations de montage et d'assemblage et de pouvoir fabriquer les jambes sur toute leur longueur sur un site et de fabriquer éventuellement le pont en parallèle sur un autre site et de ce fait de diminuer les coûts de fabrication. L'invention a donc pour objet un procédé d'installation des jambes sur un pont d'une plate-forme d'exploitation en mer, caractérisé en ce 25 qu'il consiste en les étapes suivantes: - à assembler entre eux et horizontalement les différents éléments de chaque jambe, - à fixer à l'extrémité inférieure de chaque jambe un caisson support et sur la moitié supérieure de chaque jambe au moins un réservoir 30 flottant, - à amener sur un site d'assemblage le pont et les jambes de la plate- forme, le caisson support et ledit au moins réservoir flottant étant remplis d'air, - à placer horizontalement en flottaison les jambes, - à faire basculer progressivement une première jambe de sa position horizontale en une position sensiblement verticale en ballastant le caisson support de cette jambe, ladite jambe étant maintenue dans cette position par ledit au moins réservoir flottant, - à relier la jambe au pont par au moins un organe de liaison, - à immerger verticalement et progressivement la jambe en ballas-tant ledit au moins réservoir flottant pour amener l'extrémité supérieure de la jambe au-dessous de la surface inférieure du pont, - à déplacer la jambe par l'organe de liaison pour l'amener à l'aplomb d'une ouverture de réception ménagée dans le pont, - à remonter progressivement la jambe en remplissant d'air ledit au moins réservoir, pour l'engager dans l'ouverture, - à solidariser la jambe au pont de la plate-forme, et à effectuer les mêmes opérations pour chaque jambe de la plate - forme. Suivant des modes particuliers de mise en oeuvre: - on fixe ledit au moins réservoir flottant de préférence au tiers de la hauteur de la jambe par rapport à l'extrémité supérieure de cette jambe, - on fixe ledit au moins réservoir flottant à l'extérieur de la jambe, et - on fixe ledit au moins réservoir flottant à l'intérieur de la jambe, - on retire ledit au moins réservoir après avoir solidarisé la jambe au pont de la plate-forme. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, 30 sur lesquels: - La Fig. 1 est une vue schématique en élévation d'une plate-forme d'exploitation en mer, 10 15 20 - la Fig. 2 est une vue en élévation d'une barge de transport de deux jambes de la plate-forme, la Fig. 3 est une vue de l'arrière de la barge de la Fig. 2, - la Fig. 4 est une vue en élévation de la barge au cours de la mise en flottaison des deux jambes de la plate-forme, et - les Figs. 5 à 10 sont des vues en élévation montrant les différentes étapes d'assemblage d'une jambe avec le pont de la plate-forme. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement une plate-forme d'exploitation en mer notamment auto-élévatrice comprenant un pont 1 pourvu des équipements d'exploitation et des locaux d'habitation habituels. De manière classique, le pont 1 est monté déplaçable sur des jambes verticales 2 au moyen de mécanismes d'entraînement, non représentés, logés pour chaque jambe, dans une ossature porteuse 3 également appelée par les spécialistes "jack-house". Chaque ossature porteuse 3 est supportée par le pont 1 et les mécanismes d'entraînement sont formés, de façon classique, par des ensembles moto-réducteurs entraînant chacun un pignon de sortie coopérant avec des crémaillères disposées sur chaque jambe 2. Ces jambes 2 sont destinées à prendre appui sur le fond marin 4 lorsque la plate-forme est en position de forage ou d'exploitation et, à cet effet, chaque jambe 2 se termine, à sa partie inférieure, par un pied formé par un caisson support 5, destiné à prendre appui sur le fond marin 4. Dans l'exemple de réalisation représenté et comme cela est visible à la Fig. 3, chacune des jambes 2 présente une section triangulaire. Ces jambes 2 peuvent également présenter une section carrée ou circulaire. De manière classique, chaque jambe 2 est formée de plusieurs tronçons 20 par exemple de 6, 12 ou 24 mètres chacun et la hauteur de chaque jambe est de l'ordre de 160 mètres. Chaque tronçon 20 des jambes 2 est formé de trois membrures 21 reliées entre elles par un treillis de poutrelles métalliques 22. L'assemblage des tronçons 20 de chaque jambe 2 et l'installation des jambes 2 sur le pont 1 de la plate-forme sont réalisés de la façon suivante. Après avoir assemblé entre eux les éléments de chaque tronçon 20, c'est à dire les membrures 21 et les poutrelles 22, les tronçons 20 de chaque jambe 2 sont disposés horizontalement les uns à la suite des autres et sont assemblés entre eux par exemple par soudage. Ainsi, l'assemblage de l'ensemble des tronçons 20 de chaque jambes 2 est effectué horizontalement de façon à obtenir une jambe complète d'une longueur de l'ordre de 160 mètres et, à l'extrémité inférieure de chaque jambe 2, est fixé le caisson support 5. Après l'assemblage de chaque jambe 2, au moins un réservoir flottant 6 est fixé sur chaque jambe 2. De préférence, quatre réservoirs flottants 6 sont fixés sur la moitié supérieure de chaque jambe 2 et à l'extérieur des membrures 21 de ces jambes 2, ainsi que montré sur les Figs. 2 et 3. Ces réservoirs 6 sont fixés de préférence au tiers de la hauteur de chaque jambe 2 par rapport à l'extrémité supérieure de ladite jambe 2. Ensuite, les jambes 2 sont disposées horizontalement sur des barges de transport 30, comme montré sur les Figs. 2 et 3. Dans l'exemple de réalisation représenté sur ces figures, deux jambes 2 sont disposées en quinconce sur une barge 30. Les jambes 2 sont alors transportées par la barge 30 sur un site d'assemblage en eau profonde avec le pont 1. Lorsque la barge 30 arrive sur ce site, cette barge 30 est immergée par des moyens connus de ballastage, ainsi que montré à la Fig. 4. Chaque jambe 2 se retrouve donc en flottaison grâce au caisson support 5 et aux réservoirs flottants 6 qui sont remplis d'air. Chaque jambe 2 est alors éloignée de la barge 30 par un navire approprié. Les étapes suivantes consistent donc à assembler chaque jambe 2 avec le pont 1 de la plate-forme. En se reportant maintenant aux Figs. 5 à 10, on va y décrire ces étapes pour une jambe 2, les étapes pour les autres jambes 2 étant identiques. Ainsi que représenté à la Fig. 5, l'extrémité inférieure de la jambe 2 est reliée à un câble 32 dont le déroulement est contrôlé par un treuil 33 disposé sur un navire 31. La jambe 2 est progressivement basculée de sa position horizontale en une position sensiblement verticale, comme montré à la Fig. 5, en ballastant le caisson support 5 de cette jambe 2, c'est à dire en remplissant progressivement ce caisson support 5 d'eau afin de permettre à l'extrémité inférieure de la jambe 2 de s'immerger et ainsi de faire basculer cette jambe 2 sensiblement verticalement selon un axe de rotation situé au voisinage des réservoirs flottants 6 qui sont remplis d'air. Le basculement de la jambe 2 est contrôlé par le câble 32 et le treuil 33. Après le positionnement de la jambe 2 verticalement, comme montré à la Fig. 6, l'étape suivante consiste à venir engager cette jambe 2 dans une ouverture 10 ménagée dans le pont 1 qui a été amené sur le site d'assemblage par exemple par flottaison. Pour cette étape, le câble 32 qui a été désolidarisé du caisson 5 est relié à l'extrémité supérieure de la jambe 2 qui est également reliée par un câble 34 dont le déroulement est contrôlé par un treuil 35 disposé sur le pont 1. De plus, l'extrémité supérieure de chaque membrure 21 de la jambe 2 est reliée par un câble 36 dont le déroulement est commandé par un treuil 37 disposé au-dessus de l'ouverture 10 ménagée dans le pont 1. Les réservoirs 10 de la jambe 2 sont alors ballastés en les remplissant progressivement d'eau ce qui a pour effet d'immerger la jambe 2 audessous du niveau de l'eau et à une profondeur suffisante pour permettre le passage de l'extrémité supérieure de cette jambe 2 au-dessous de la surface inférieure du pont 1, comme montré à la Fig. 7. L'immersion de la jambe 2 est également contrôlée par les câbles 32 et 34 et les treuils 33 et 35. Dès que la jambe 2 est suffisamment immergée, les câbles 32 et 34 sont désolidarisés de l'extrémité supérieure de cette jambe 2 et les treuils 37 déplacent par l'intermédiaire des câbles 36, la jambe 2 pour l'amener progressivement à l'aplomb de l'ouverture 10 du pont 1, comme cela apparaît à la Fig. 8. Ensuite, les réservoirs flottants 6 sont vidés et remplis d'air ce qui provoque la remontée de la jambe 2 dans l'ouverture 10, ainsi que représenté à la Fig. 9. La jambe 2 ainsi positionnée dans l'ouverture 10 du pont 1 est solidarisée de ce pont 1 par les systèmes d'entraînement de type pignons-crémaillères prévus sur le pont 1 et les réservoirs flottants 6 sont retirés les uns à la suite des autres (Fig. 10) et la jambe 2 est déplacée verticalement par le système d'entraînement. Les mêmes opérations sont effectuées pour chaque jambe 2 de la plateforme 1. Ensuite, la plate-forme ainsi assemblée est déplacée sur le site de production. Selon une variante, le ou les réservoirs flottants 6 peuvent être installés dans la jambe 2 entre les membrures 21 ce qui évite à devoir les démonter lors de l'installation de cette jambe 2 sur le pont 1 de la plate-forme. Le procédé selon l'invention permet de pouvoir assembler les tronçons des jambes entre eux horizontalement ce qui évite l'installation d'une infrastructure lourde pour effectuer ces opérations. De plus, le procédé selon l'invention présente l'avantage de pouvoir fabriquer les jambes et le pont sur deux sites de fabrication indépendants ce qui impose moins de contraintes et plus de mobilité et une meilleure utilisation des sites de fabrication en fonction des compétences de chacun. REVENDICATIONS 1. Procédé d'installation des jambes (2) sur un pont (1) d'une plateforme d'exploitation en mer, caractérisé en ce qu'il consiste en les étapes suivantes: - à assembler entre eux et horizontalement les différents éléments (20, 21, 22) de chaque jambe (2), - à fixer à l'extrémité inférieure de chaque jambe (2), un caisson support (5) et sur la moitié supérieure de chaque jambe (2) au moins un réservoir flottant (6), - à amener sur un site d'assemblage le pont (1) et les jambes (2) de la plate-forme, le caisson support (5) et ledit au moins réservoir flottant (6) étant remplis d'air, - à placer horizontalement en flottaison les jambes (2), - à faire basculer progressivement une première jambe (2) de sa position horizontale en une position sensiblement verticale en ballastant le caisson support (5) de cette jambe (2), ladite jambe (2) étant maintenue dans cette position par ledit au moins réservoir flottant (6), - à relier la jambe (2) au pont (1) par au moins un organe de liaison (36, 37), - à immerger verticalement et progressivement la jambe (2) en ballastant ledit au moins réservoir flottant (6) pour amener l'extrémité supérieure de la jambe (2) au-dessous de la surface inférieure du pont (1), - à déplacer la jambe (2) par l'organe de liaison (36, 37) pour l'amener à l'aplomb d'une ouverture (10) de réception ménagée dans le pont (1), - à remonter progressivement la jambe (2) en remplissant d'air ledit au moins réservoir (6) pour l'engager dans l'ouverture (10), - à solidariser la jambe (2) au pont (1) de la plate-forme, et - à effectuer les mêmes opérations pour chaque jambe (2) de la plate- forme. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fixe ledit au moins réservoir flottant (6) de préférence au tiers de la hauteur de la jambe (2) par rapport à l'extrémité supérieure de cette jambe (2). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on fixe ledit au moins réservoir flottant (6) à l'extérieur de la jambe (2). 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on fixe ledit au moins réservoir flottant (6) à l'intérieur de la jambe (2). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on retire ledit au moins réservoir (6) après avoir solidarisé la jambe (2) au pont (1) de la plate-forme.