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L~invention se r~pporte ~ un procede dlinstallation
sans plongeur d'un en~emble de Yannes dlune tête de puits petro-
lier sous-marin permettant le contrale immediat de 1~etancheite
des canalisation~ raccordees ~ l~ensemble après installation
ainsi qu'à l'out~l de mise en oeuvre assurant à la fois les
fonctions de pose et de contrôle.
Diverses methodes d'~nstallations de têtes de puits
ont dejà ete utilisees ou preconisées. Elles consistent gene-
ralement à descendre et guider successivement chaque partie cons-
tituant la tête de puits sous-marine, ces diverses parties se
~uxtaposant de facon que les tuyauteries verticales se raccor-
dent automatiquement par des moyens connus en soi. Mais toutes
les methodes connues, meme les plus avancées permettant notamment
d'éliminer les lignes de guidage par câbles, presentent l'in-
conv~nient de faire au moins appel à une première operation de
descente d'un outil de manutention destine à la mise en place
d'un premier ensemble etanche sur le puits et à une seconde
' operation destinée a descendre et a installer un ensem~le com-
prenant au moins la vanne ma~tresse de la tete de puits, une
troisième intervention permettant de manoeuvrer la vanne maitresse
. .
et de contraler divers circuits de la t8te de puits.
1 Ces methodes, rendues toujours plus difficiles a
`1~ mesure ~ue la pro~ondeur à laquelle se trouve la tête de puits
~I cro~t, sont on~reuses et relativement longueæ.
;l L'ob;et de la pr~sente invention est une m~thode d'ins-
tallation d'un ensemble sous-marin qui comporte au moins une
vanne maitresse pour t~te de puits pr~trolier sous-marin. Selon
cette methode on descend, de façon souple par propulsion et
~uidage a distance, des moyens reli~æ ~ un outil ayant un premier
moyen de connexion pour ixer l'outil audit ensemble, un second
moyen de connexion pour fixer l~ensemble ~ la tête de puits et
des moyens de contrale d'etanc~eité de tous circuits necessaires;
A ~
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on com~ande, de la sur~ace, les premier et second moyens de
connexion et on commande tous organes desirés interieurs au
puits; on remonte ledit outil apres contrale desdits circuits,
et on manoeuvre des organes de deconnexion dudit premier moyen
de connexion, ces operations étant commandees de la surface
au moyen de liaisons souples assurant la fourniture du pouvoir
- necessaire.
Il est preferable que la vanne maîtresse soit descendue
en position ouverte et que l'on repartisse, par des vérins, la
charge de l'ensemble porteur de la vanne maîtresse sur une playue
de base du puits avant de verrouiler le second moyen de connexion.
; Dans une réalisation préférentielle, on effectue
l'approche et la pose de l'ensemble porteur de la vanne maîtresse
au moyen d'un dispositif amortisseur.
En dehors de l'avantage immédiat que procure cette
méthode et qui permet, au cours d'une seule descente, non
seulement de fixer l'ensemble porteur de la vanne maîtresse et
~ 1 de toutes autres vannes, mais encore de manoeuvrer tous organes
`~ du puits et d'effectuer le contrôle de l'étanchéité de tous
les circuits aboutissant auxdites vannes, la méthode procure
en outre l'avantage de pouvoir effectuer la pose dudit ensemble,
~uels que soient la houle ou d'une ~a~con générale le pilonnement
du navire de sur~ace porteur de l'outil, les moyens de contrôle
de la pres~ion pouvant ê~re associ~s à tous dispositifs de sup-
~ por~ amortisseur réglable que l'on pr~voit sur l'ensemble porteur¦ de la vanne maitresse. Il suffit, en effet, de contrôler et de
i comparer les pressions du ~upport amortisseur pour réaliser la
derniare phase d' approche verticale de l'ensemble sur le casing
sans le secour~ de dispositi~s auxiliaires d~antipilonnement.
Un autre ob~et de l'invention est un outil de mise en
oeuVre de la methode precitee qui comprend des moyens de commande
de verrouillage du second moyen de connexion dudit ensemble au
^ 2 -
, ~
.i, .. . . . . . .
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puits, des moyens de commande du déyerrouillage du premier
moyen de connexion, des moyens de commande de tous organes
desirés intérieurs au puits, des moyens de contrôle de l~étan-
chéité de tou-tes canalisations mises en jeu par les vannes
dudit ensemble, la commande desdits moyens étant assurée par le
support de surface.
D'autres avantages et caractéristiques de la présente
invention ressortiront de la description suivante faite en
référence au dessin annexé qui représente, a titre d'exemple non
limitatif, un mode de réalisation d'un outil de mise en oeuvre
de la méthode de pose et de contrôle d'un ensemble de vannes
destiné au fonctionnement d'une tête de puits pétrolier sous-
marin situé a toute profondeur.
Sur le dessin:
la figure 1 représente la vue schématique de l'outil
de pose et de contrale non encore remonte en surface.
la rigure 2 une vue schematique partielle avec arrache-
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ment représentant la ba~e de la tête de puit~ recevant le ~upport
de l'en~emble porteur de la vanne maitresse,
: la figure 3 une vue ~chématique d'un ~anchon de raccor-
dement de la partie inférieure d'une condu~ de la tête de puit~
à la partie supérieure d'une conduite,
les figures 4 à 7 les ~ues schématiques illustrant
re~pectivement la descente, l'approche et la pose de l'ensemble
supporté par l'outil ainsi que la remontée de ce dernier après
déconnexion,
les figures 8 à 10 les ~ues illustrant le~ phases de
déconnexion des dispositif~ de raccordement des commandes hydrau-
liques de l'outil,
les figures 11 à 14 les schémas du circuit amortisseur
au cours des phases d'approche et de fixation, et
les figures 15 et 16 les vues schématiques d'un outil
de commande des vannes en position de retrait et de fonctionne-
; ment.
L'ensemble de l'outil désigné de façon générale par
I la ré~érence 1, plus visible flgure 7, comporte essentiellement
! 20 une partie centrale 11 raccordée à l'extrémité inférieure duriser 13 suspendu à l'unité de sur~ace 19, une bo~te de commànde
14 de tous organes connecteurs et v~rins, une bo~te de contrôle
15 de l'étanch0it~ des différentes canalisations 16 oonduisant
au tube annulaire 40, au tube de production 41 et aux tubes 42
.t 43 d0aservant le~ obturateurs situés à plus bas niveaux mais
no~ repr~ntés, ainsi que deux unit~ de raccordement 12 et 23
pour deocendre l~ensemble 6 porteur de la ~anne maItresse 7 sur
l~ puita. ~'unite 12 est con~tituée par un connecteur convention-
-~ nel et l'unité de raccord~ment 23 est constituée de simples rac-
co~ds de oircuit~ hydrauli~ue~ disponibles dans le com~erce.
~ e connecteur 12, commandé par les circuits 44, assure
d'une part l'~tablissement des connexions des canalisations 16
~ 4
~ . . . . . . .
~ . - ., - ~, ,. :
., . ~ . .
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aux tubes 40 à 43 et, d'autre part, le verrouillage mécanique de
la partie centrale 11 de l'outil à la partie ~upérieure de l'en-
semble 6. L'unité 23 assure la commande des organes de l'ensem-
ble 6 que l'on désire contrôler, le connecteur 3 par exemple
étant commandé par les circuits 45. ~'alimentation des circuit~
de commandes hydraullques de l'unité 1~ ~'effectue par le tuyau
flexible 17 et l'alimentation électrique par le câble 18. L'ali-
mentation des circuits de contrôle~ hydrauliques de l'unité 15
s'effectue par le tuyau flexible haute pre~sion 46 et l'alimenta-
tio~ électrique par 57. ~es télécommandes de tout l'ensemble~'effectuent à partir du pupitre de commande 21 Un treuil,
~chémati~é en 20, assure le déroulement et l'enroulement des
flexibles d'alimentation 17, 18 et 46.
~ 'ensemble 6 comporte une structure d'appui 8 comprenant
des supports réglables constitués pax des vérins 5, l'extrémité
47 de leur tige 48 reposant sur la plaque de base 4 solidaire du
casing 2. Cette structuxe d'appui 8 peut comporter toute struc-
ture de guidage, comme celle représentée en 58, figure 4, cette
8tructure servant à l'opération automatique d'assemblage de toute
unité autonome amovible de commande et de contrôle que l'on peut .
descendre sur l'en~emble 6 une fois celui-ci posé. Un support
25, appartenant à l'en~emble 6, supporte les pièces inférieuxes de
connexion 24, figure 8, de l'unité de connexion 23, un support
28 solidaire du oonnecteur 12 d~ l'outil 1 pcrte le8 manchons
conne¢teuxs 26. La ~igure 8 repr~sente la connexion du circuit
29 au circuit 45 lor~ de la de~cente de l'outil 1 portant l'en-
~emble 6. Au moment do la déconnexion, figure 9, le connecteur
1~ ~olidalre de l'outil 1 se soulève, entrainant par le support
28 le soulèvement du manchon 26 qui vient buter sur la bague de
retenue 27 apr~s libération de la bague 52 et dégagement de
l'embout 51, figure 10.
Il va de soi que l'unité de xaccordement 23 peut être
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équipée de raccord~ de tous autres type~. ~'étanchéité peut être
assurée par tous joints intérieurs au manchon 26.
Un manchon de raccorde~ent 9 des canalisations mis en
; jeu avec les connecteurs 3 et 12 a été représenté aux figures 1
et 3. Ce manchon sert de logement aux parties inférieure et
supérieure de la canali~ation 41. De~ joints 10 ont été prévu~
sur le manchon 9 pour assurer l'étanchéité du connecteur 3 par
exemple ~ervant à la fixation de l'ensemble 6 sur le casing 2.
Des pièces analogues ~ont prévues pour le raccordement des autres
~ections de conduites 40, 42 et 43.
~a vanne maitresse 7 ainsi que les autres vannes de
contr61e 37 sont ouvertes manuellement en surface avant l'instal-
lation. Elles sont manoeuvrées par la suite à l'aide d'un outil
ne constituant pas en soi un objet de l'invention.
On peut aussi prévoir un organe 60 de manoeuvre deQ
vannes 7 et 37 fixé par exemple ~ la partie centrale 11 de l'outil
1, figure 15, objet de l'invention. Cet organe consistant essen-
tiellement en un ensemble articulé, peut être relevé dans la posi-
tion représentée figure 15 ou en position de fonctionnement,
figure 16, ~ l'aide d'un vérin 61 artioulé sur le bras 62. En
position de fonotionnement, 1~9 embouts 63 ~'engagent dans des
tulipes 64 d~ formes correspondantes et solidaires des axes de
rotatlon de oes vannes~ ~a rotation des embouts 63 9~ effectue
pax commande hydraulique du pupltre de commande 21 du support
i de ~urfaoe 19, A cet effet, l~s mecanismes d'entrafnement 65
i de~ embout~ 63 sont reli~s par les lignes hydrauliques 66 à
j l'~nit~ de commande 1~.
-1 Ainsi, les vannes 7 et ~7 peuvent etre manoeuvrées par
l~outll de pose 1 après l'engagement des embouts 63 dans le~
tulipe~ 64 et il suffit après la manoeuvre des vannes de relever
l'organe 60 à l'aide du vérin 61 pour procéder à la remontée en
~urface de l'outil de pose 1.
: . . .
,'', . : . . .. .
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Bien que la plaque de base 4 du casing 2 ait été repré-
sentée figure 2 avec quatre colonnes de guidage 50 recevant des
cônes de guidage 53 appartenant à la structure 8 èt que deux
vérins solidaires de cette ~tructure aient été repré~entés en
: ~, on comprendra que la plaque 4, la structure 8 et les support!q
amortiqseurs 5 pourraient prendre bien d'autre formes.
Afin de faciliter la description de~ circuits de comman-
de des vérins 5, on se reportera d'abord aux figures 4 à 7. Pen-
dant la phase de de~cente, ~igure 4, les tiges 48 sont complète-
ment ~qorties de façon que lor~ du contact de leurs extrémités 47,
figure 5, avec la plaque de base 4, les pistons des vérins 5
solidaires des tiges 48 entraînent la compression de l'huile et
du gaz contenus dans les accumulateurs de pression 22 relié~q aux
chambres des vérins par les circuits hydrauliques de la ~igure 11.
On voit sur cette figure que les chambre~ ~upérieures 38 des ~ :
vérin~ 5 sont reliées par les lignes 39 à l'accumulateur de pres-
sion 22, l'électrovanne ~1 placée dans le circuit 30 prolongeant
la ligne 39 étant ouverte pendant la manoeuvre d'approche permet-
tant à l'excès d'huile de s'écouler lentement par le circuit 36
. ~usqu'à la mer par l'intermédiaire du canal d'étranglement 34.
Par contre, les chambres inférieures 37, figure 12, sont reliée~
par le9 circuits 55 à l'a¢cumulateur 33, lequel ne peut se déchar-
ger au cours de la phase d'approche que danq les chambreq 37,
l'électrovanne 32 du circuit 54 fermant alors l'accès ~ l'étran-
gleur 34.
Ainsi? pendant toute la de~cente de l'outil 1 et de
l'on~embl~ 6, le~ vérins 5 ~ouent le r~le d'amorti~seurs en
i rai30n, d'un~ part, de l'échappement trè~ lent de l'huile conte-
~u~ dans le~ chambres 3a, d'autre part, de leur liaiqon aux diq-
positi~s accumulateurs de l'outil, la rentrée des tiges 48 pou- :
~ant ~'e~fectuer à l'allure désirée.
Afin de contrôler la remontée de l'outil 1 et ~a sépa-
'
-- 7 --
,~
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ration de l'ensemble 6, une électrovanne 35, insérée entre la
ligne 17 et la conduite 56 reliée au circuit 30, permet lor~qu'elle
est ouverte d'envoyer de la surface de l'huile dans les chambre~
38 et par consequent de soulever l'outil, comme l'indique la
figure 13.
L'électrovanne 31 e~t alors fermée cependant que l'élec-
trovanne ~2 e~t ou~erte afin de permettre l'échappement progres-
sif par l'étrangleur ~4 de l'huile contenue dans les cha~bres 37.
Ainsi, on réalise un moyen commode pour effectuer la
po~e de l'ensemble 6 et le retrait de l'outil, Aprè~ la de~cente
complète de l'ensemble 6, on procède au verrouillage du connec-
teur 3 qui s'effectue par une commande du pupitre 21. On peut
alors procéder au retrait de l'outil aprè~ avoir comma~dé le
déverrouillage du connecteur 12 à partir de 21.
On remarquera que pendant toute la descente de l'ensem-
ble 6, on contr81e la charge d'appui des vérins sur la plaque de
base 4 et que l'opération de verrouillage du connecteur 3 peut
s'effectuer, soit après r.qppel total des tiges 48 des vérins par
ouverture de l'electrovanne 31, figure 14, soit lorsque les
extr~mités 47 des tiges reposent sur la plaque en exerçant une
pression prédéterminée.
Ainsi qu'il a été dé~à exposé, l'invention ne se rappor-
tant pas aux dispositif~ de co~mande de~ organes d'un puits pé-
trolier, ces disposltifs connu~ en 90i n'ont pas eté décrits et
i.l en est de même des divers circuits de contrôle des pressions
et des d~bits dont le contrôle est effectuée au poste de commande
21. En outr~, bien que l'outil déorit corresponde à un mode
pr~r~ de r~alisation, il va de soi que de nombreu~es adJonctions,
substitution8 ou modifications de détails pourraient être appor-
tées aUx ~léments décrit~, ~ compris à la disposition des électro-
van~es et des canaux d'étranglement, sans s'écarter pour autant
de l'esprit général de l'invention visant à déposer en une æeule
. .
. . .
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opération un ensemble de vanne~ sur une tête de puits pétrolier
sous-marin tout en assurant le contrôle immédiat de l'étanchéité
des circuits mis en jeu par ces vannes, l'operation s'effectuant
sans plongeur, que les vannes soient commandées ou non après
fixation de l'ensemble.
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