Brevet FR3106643A1 — publié le 20210730

La présente invention concerne un système (1) de protection de l’embouchure (4) d’une canalisation (2), le système (1) comprenant une pièce protectrice (10) ayant une partie centrale (20) munie d’au moins une ouverture (22) pour le passage d’un fluide (F) circulant dans la canalisation (2), et une partie périphérique (30) munie de jupes (31, 32, 33, 34) prévues pour protéger des surfaces (61, 62, 63, 64) de l’embouchure (4) contre le fluide (F), la pièce protectrice (10) étant réalisée en matériau déformable pour son retrait par l’intérieur de la canalisation (2). Figure 3 Système de protection de l’embouchure d’une canalisation, et procédé de mise en œuvre d’un tel système La présente invention concerne un système de protection de l’embouchure d’une canalisation, en particulier du type « I-Tube » pour l’exploitation pétrolière. L’invention concerne également un procédé de mise en œuvre d’un tel système. ART ANTERIEUR Différents systèmes sont connus pour protéger les canalisations contre les corps solides ou les fluides, lors de leur transport ou leur stockage. US2977993A décrit un exemple de système de protection constitué par un couvercle en matériau plastique, notamment en élastomère, destiné à être agencé à l’extrémité d’une canalisation pour en protéger l’intérieur. Le couvercle comprend une partie centrale fermée, en forme de dôme, pour empêcher la pénétration de poussière, eau ou autres corps étrangers dans la canalisation. US5004016 décrit un autre exemple de système de protection constitué par une pièce en matériau élastomère, destinée à être agencée à l’extrémité d’un tube pour protéger son filetage. La pièce comprend une jupe destinée à couvrir la surface externe filetée du tube. La pièce est munie d’un crochet pour son enlèvement par l’extérieur. Le crochet est disposé dans un orifice central permettant le passage de fluide à travers la pièce. Le but de la présente invention est de proposer un système de protection pour les canalisations destinées à être immergées, notamment pour l’exploitation pétrolière par une unité flottante de production, de stockage et de déchargement (FPSO : « Floating Production Storage and Offloading » en anglais), une plateforme à ancrage tendu (TLP : « Tension-leg platform »), ou un complexe flottant pour gaz naturel liquéfié (FLNG : « Floating Liquefied Natural Gas »). A cet effet, l’invention a pour objet un système de protection de l’embouchure d’une canalisation, le système comprenant une pièce protectrice ayant une partie centrale munie d’au moins une ouverture pour le passage d’un fluide circulant dans la canalisation, et une partie périphérique munie de jupes prévues pour protéger des surfaces de l’embouchure contre le fluide, la pièce protectrice étant réalisée en matériau déformable pour son retrait par l’intérieur de la canalisation. Ainsi, l’invention permet de protéger l’embouchure de la canalisation contre le fluide et les corps étrangers (eau de mer et organismes marins du type algues, coquillages, etc), tout en offrant la possibilité de retirer la pièce protectrice sélectivement par l’intérieur ou par l’extérieur de la canalisation. La pièce protectrice est conçue pour résister au transport de la conduite, par exemple connectée à une unité FPSO, susceptible d’être remorquée en mer entre deux continents. Dans le même temps, la pièce protectrice est conçue pour permettre un retrait non manuel, c’est-à-dire par des moyens mécanisés. Ce retrait peut être effectué par l’extérieur avec un véhicule sous-marin téléguidé (ROV : « Remoted Operated Underwater Vehicle » en anglais) sous plusieurs mètres d’eau, disposant d’une faible force de traction. Toutefois, une telle opération est coûteuse et complexe. Le retrait par l’extérieur par un plongeur est totalement interdit compte tenu des risques mortels. De manière particulièrement avantageuse, le retrait peut être effectué par l’intérieur de la canalisation, depuis une unité flottante, une plateforme ou un bateau, à l’aide d’un treuil tirant sur une corde ou sangle fixée à la pièce protectrice. Celle-ci se déforme alors et se replie sur elle-même, de manière à pouvoir remonter le long de la canalisation. Ce mode de retrait est beaucoup plus simple et moins coûteux que l’intervention d’un robot sous-marin. Selon d’autres caractéristiques avantageuses de l’invention, prises isolément ou en combinaison : - La pièce protectrice comporte des zones amincies pour faciliter la déformation et le retrait. - Les zones amincies sont formées sur la partie périphérique. - Les zones amincies comprennent des lignes réparties dans des plans axiaux sur la partie périphérique. - Les zones amincies comprennent au moins certains des angles de jonction entre les jupes de la partie périphérique. - Les zones amincies sont formées sur la partie centrale. - Les zones amincies comprennent des sections amincies formées sur les rayons de la partie centrale. - La partie centrale a une forme de roue, avec au moins deux rayons connectés à la partie périphérique et séparés par des ouvertures de passage de fluide. - Les rayons ont une section cylindrique. - Les rayons sont inclinés par rapport à un plan radial de la pièce protectrice. - La partie périphérique est munie d’au moins trois jupes prévues pour protéger respectivement une surface intérieure, une surface frontale et une surface extérieure de l’embouchure de la conduite. - La partie périphérique est munie de quatre jupes prévues pour protéger respectivement une surface intérieure, une surface frontale, une surface extérieure et une surface arrière de l’embouchure de la conduite. - Le système comprend des moyens d’accroche conçus pour accrocher des moyens de traction à la pièce protectrice en vue de son retrait. - Les moyens d’accroche sont conçus pour accrocher des moyens de traction à la pièce protectrice par-dessus et par-dessous, en vue de son retrait sélectivement par l’intérieur ou par l’extérieur de la canalisation. - Les moyens d’accroche comprennent une pièce d’ancrage fixée au moyeu de la partie centrale. - La pièce d’ancrage est en matériau plus dur que la pièce protectrice. - Les moyens d’accroche comprennent un organe d’ancrage solidaire du moyeu de la partie centrale. - Les moyens d’accroche comprennent le moyeu de la partie centrale, recevant directement les moyens de traction. - Les moyens d’accroche comprennent des éléments disposés sur la partie périphérique de la pièce protectrice et prévus pour recevoir les moyens de traction. - La pièce protectrice est en matériau polyuréthane, de préférence en Courbhane (marque déposée). - La pièce d’ancrage est en matériau polyuréthane, de préférence en Courbhane (marque déposée), plus dur que le matériau de la pièce protectrice. L’invention a également pour objet un procédé de mise en œuvre d’un système de protection tel que mentionné ci-dessus, le procédé comprenant une étape de montage de la pièce protectrice sur l’embouchure de la canalisation, et une étape de retrait de la pièce protectrice, sélectivement par l’intérieur ou par l’extérieur de la canalisation. Lors de l’étape de montage, la pièce protectrice est emmanchée en force sur l’embouchure de la canalisation. Cette opération ne nécessite pas d’outils en contact avec l’embouchure à protéger. Lors de l’étape de retrait, la pièce protectrice est tirée et déformée de manière à la déchausser de l’embouchure de la canalisation. Pour son retrait par l’intérieur, la pièce est repliée sur elle-même, de sorte que son diamètre extérieur (ou sa plus grande dimension extérieure) devienne inférieur au diamètre intérieur de la canalisation. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : est une vue en perspective éclatée d’un système de protection d’une embouchure de canalisation, montrant ladite embouchure de canalisation, et le système constitué de deux pièces, à savoir une pièce protectrice et une pièce d’accroche. est une vue axiale du système sans la canalisation. est une coupe transversale du système et de la canalisation, selon la ligne III-III à la figure 2. est une vue à plus grande échelle du détail IV à la figure 3, montrant un premier côté de la pièce protectrice. est une vue à plus grande échelle du détail V à la figure 3, montrant un second côté de la pièce protectrice. est une vue en perspective de la pièce d’accroche. est une vue à plus grande échelle du détail VII à la figure 2, montrant la pièce d’accroche. est une vue à plus grande échelle du détail VIII à la figure 3, montrant la pièce d’accroche. est une vue en perspective et en coupe transversale d’un système de protection conforme à un deuxième mode de réalisation de l’invention. est une vue en perspective d’un système de protection conforme à un troisième mode de réalisation de l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION Sur les figures 1 à 8 est représenté un système (1) de protection d’embouchure (4) de canalisation (2). Sur l’exemple des figures, la canalisation (2) est du type « I-Tube », conçue pour équiper une unité flottante FPSO, une plateforme TLP ou un complexe FLNG. La canalisation (2) comprend un corps tubulaire (3) et une embouchure (4) munie d’une partie tronconique (5) et d’une collerette annulaire (6). A titre indicatif, une unité FPSO peut comporter vingt-quatre canalisations (2) de ce type à protéger. La collerette (6) forme une bride pour fixer la canalisation (2) à une autre canalisation, par exemple un raidisseur de courbure (« bend stiffener » en anglais) de conduit flexible ou ombilical. La collerette (6) comporte quatre surfaces (61, 62, 63, 64) dont la protection par le système (1) est souhaitée, à savoir une surface cylindrique intérieure (61), une surface annulaire frontale (62), une surface cylindrique extérieure (63) et une surface annulaire arrière (64). La collerette (6) comporte une pluralité d’alésages (65) traversant ménagé entre la surface frontale (62) et la surface arrière (64). Un fluide (F) circulant dans la canalisation (2) est représenté par une double flèche sur la figure 3. Le fluide (F) est par exemple de l’eau de mer, circulant librement dans un sens ou dans l’autre alors que l’embouchure (4) de la canalisation (2) est immergée, lors de son transport ou sur le site d’exploitation. Le système (1) comprend une pièce protectrice (10) et une pièce d’ancrage (40). La pièce protectrice (10) comprend une partie centrale (20) et une partie périphérique (30). La partie centrale (20) a une forme de roue. La partie centrale (20) comprend un ensemble de rayons (21), des ouvertures (22) ménagées entre les rayons (21), et un moyeu central (23). Les ouvertures (22) permettent le passage du fluide (F) à travers le système (1). Les rayons (21) s’étendent entre le moyeu (23) et la partie périphérique (30). Les rayons (21) ont une section cylindrique, minimisant la résistance hydrodynamique au fluide (F), par rapport à une section plate. Les rayons (21) sont inclinés par rapport à un plan radial (P10) de la pièce (10), minimisant la résistance hydrodynamique au fluide (F), par rapport à des rayons (21) qui seraient tous disposés dans le même plan radial (P10). La partie centrale (20) comporte une collerette de nervures de rigidification (24) disposés entre les rayons (21), tout autour du moyeu (23). La partie centrale (20) comporte aussi une série d’éléments de rigidification (25) disposés de part et d’autre des rayons (21) et contre la partie périphérique (30). Ces moyens de rigidification (24, 25) permettent de s’assurer que la pièce protectrice (10) ne cède pas lors de son retrait. La partie périphérique (30) comprend quatre jupes (31, 32, 33, 34) prévues pour protéger quatre surfaces (61, 62, 63, 64) de l’embouchure (4) contre le fluide (F) et les corps étrangers. Plus précisément, la partie périphérique (30) comprend une jupe intérieure cylindrique (31), une jupe annulaire frontale (32), une jupe cylindrique extérieure (33) et une jupe annulaire arrière (34) protégeant respectivement la surface cylindrique intérieure (61), la surface annulaire frontale (62), la surface cylindrique extérieure (63) et la surface annulaire arrière (64) de l’embouchure (4) de la conduite (2). En pratique, la géométrie de la partie périphérique (30) est adaptée à la géométrie de la collerette (6). Les jupes (31-34) recouvrent les surfaces (61-64), de préférence en étant plaquées contre ces surfaces (61-64). La pièce protectrice (10) est réalisée en matériau déformable pour son retrait par l’intérieur de la canalisation (2). La pièce (10) repliée présente un diamètre extérieur qui est inférieur au diamètre intérieur de la canalisation (2). La pièce (10) présente un comportement élastomérique, avec capacité de déformation pour le retrait, et retour aux forme et dimensions initiales après retrait. De préférence, la pièce protectrice (10) est réalisée en matériau polyuréthane Courbhane (marque déposée). Avantageusement, la pièce protectrice (10) peut comporter des zones amincies pour faciliter sa déformation, son pliage et son retrait. Les zones amincies peuvent être formées sur la partie périphérique (30) et/ou sur la partie centrale (20). Sur l’exemple des figures, les zones amincies comprennent des lignes (35) réparties dans des plans axiaux (P30) sur la partie périphérique (30), ainsi que les angles de jonction (36) entre les jupes (32, 33) et les angles de fonction (37) entre les jupes (33, 34). En variante non représentée, les zones amincies peuvent comprendre des sections amincies formées sur les rayons (21) de la partie centrale (20). La pièce d’ancrage (40) constitue des moyens d’accroche pour accrocher des moyens de traction à la pièce (10) en vue de son retrait. La pièce d’ancrage (40) est solidarisée au moyeu (23), par exemple par surmoulage. Sur l’exemple des figures, la pièce d’ancrage (40) comporte une portion supérieure (41) munie d’un orifice de fixation supérieur, une portion inférieure (42) munie d’un orifice de fixation inférieur, et une portion médiane (43) plus mince que les portions (41, 42) et munie de plusieurs orifices (44) de réception de la matière du moyeu (23). Les moyens de traction peuvent comprendre un crochet métallique (50) fixé à la portion supérieure (41) de la pièce d’ancrage (40), et une corde ou sangle fixée au crochet (50) et remontant par l’intérieur de la canalisation (2), pour retirer la pièce protectrice (10) par l’intérieur. Si besoin, un crochet (50) et une corde peuvent être fixées à la portion inférieure (42) de la pièce d’ancrage (40), pour retirer la pièce protectrice (10) par l’extérieur. La pièce d’ancrage (40) peut être réalisée en matériau plus dur que la pièce protectrice (10), afin de mieux supporter les efforts de traction. De préférence, la pièce d’ancrage (40) est réalisée en matériau polyuréthane, plus dur que la pièce protectrice (10). Encore de préférence, la pièce d’ancrage (40) peut être réalisée en matériau polyuréthane Courbhane (marque déposée). D’autres modes de réalisation d’un système de protection (1) conforme à l’invention sont montrés aux figures 9 et 10. Certains éléments constitutifs sont comparables à ceux du premier mode de réalisation décrit plus haut et, dans un but de simplification, portent les mêmes références numériques. La figure 9 montre un système de protection (1) constitué d’une unique pièce protectrice (10). Le centre du moyeu (23) comporte un organe d’ancrage (26) solidaire de la partie centrale (20). Deux cordes (51, 52) ou sangles peuvent être fixées à l’organe (26), respectivement en dessus et en dessous. Une première corde (51) remonte par la canalisation (2) pour permettre de récupérer la pièce protectrice (10) depuis l’intérieur. Une seconde corde (52) peut être fixée sous la pièce protectrice (10) pour la retirer depuis l’extérieur, si besoin. La figure 10 montre un système de protection (1) constitué d’une unique pièce protectrice, dont la partie centrale (20) est complètement évidée. La partie périphérique (30) comporte quatre points d’accroche (38) prévus pour la fixation de cordes ou sangles. Ces cordes remontent par la canalisation (2) pour permettre de récupérer la pièce (10) par l’intérieur. En alternative, les cordes peuvent rester en attente sous la pièce (10) pour un retrait par un véhicule sous-marin. Par ailleurs, le système de protection (1) et la canalisation (2) peuvent être conformés différemment des figures 1 à 10 sans sortir du cadre de l’invention, qui est définie par les revendications. En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et variantes mentionnés ci-dessus peuvent être, en totalité ou pour certaines d’entre elles, combinées entre elles. Ainsi, le système (1) peut être adapté en termes de coût, de fonctionnalités et de performance. Système (1) de protection de l’embouchure (4) d’une canalisation (2), le système (1) comprenant une pièce protectrice (10) ayant une partie centrale (20) munie d’au moins une ouverture (22) pour le passage d’un fluide (F) circulant dans la canalisation (2), et une partie périphérique (30) munie de jupes (31, 32, 33, 34) prévues pour protéger des surfaces (61, 62, 63, 64) de l’embouchure (4) contre le fluide (F), la pièce protectrice (10) étant réalisée en matériau déformable pour son retrait par l’intérieur de la canalisation (2). Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce (10) comporte des zones amincies (35, 36, 37) pour faciliter la déformation et le retrait. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie centrale (20) a une forme de roue, avec au moins deux rayons (21) connectés à la partie périphérique (30) et séparés par des ouvertures (22) de passage de fluide (F). Système (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les rayons (21) ont une section cylindrique. Système (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les rayons (21) sont inclinés par rapport à un plan radial (P10) de la pièce protectrice (10). Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie périphérique (30) est munie d’au moins trois jupes (31, 32, 33) prévues pour protéger respectivement une surface intérieure (61), une surface frontale (62) et une surface extérieure (63) de l’embouchure (4) de la conduite (2). Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système (1) comprend des moyens d’accroche (26 ; 38 ; 40) conçus pour accrocher des moyens de traction à la pièce protectrice (10) en vue de son retrait. Système (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d’accroche (26 ; 38 ; 40) sont conçus pour accrocher des moyens de traction à la pièce protectrice (10) par-dessus et par-dessous, en vue de son retrait sélectivement par l’intérieur ou par l’extérieur de la canalisation (2). Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce protectrice (10) est en matériau polyuréthane. Procédé de mise en œuvre d’un système de protection (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de montage de la pièce protectrice (10) sur l’embouchure (4) de la canalisation (2), et une étape de retrait de la pièce protectrice (10), sélectivement par l’intérieur ou par l’extérieur de la canalisation (2).