Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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L'inventi.on se rapporte a un dispositif de positionne-
ment et de raccordement de conduits appartenan-t a tous blocs,
tels que -têtes de puits de production, claviatures, outils de
forage que l'on descend pour être connectés aux conduits d'un
bloc immergé fixe, tel que tête de puits de forage, tête de
puits de production, claviature ou tout autre appareil de ce
genre.
Divers dispositifs sont utilisés pour effectuer de
tels raccordements, notamment en utilisant des lignes de guidage.
Cependant, les dispositifs de ce genre ne pouvant s'appliquer aux
grandes profondeurs sans de sérieux inconvénients, on est amené
a utiliser des dispositifs d'approche plus ou moins complexes
qui, en dépit de leurs moyens amortisseurs ou de guidage,
nécessitent un contrôle tres precis de l'approche en vue d'assu-
rer une connexion préalable d'une partie des blocs à raccorder,
par exemple en assurant une connexion préalable d'un tube cen-
tral avant le positionnement et le raccordement définitif.
L'invention telle que revendiquée est essentiellement
un dispositif de positionnement et de raccordement automatique
de deux blocs immergés: l'un fixe, muni d'un moyen de guidage
circulaire, et l'autre mobile, muni d'un moyen de guidage à
partie inférieure tronconique et partie supérieure cylindrique,
pouvant être descendu pour être raccordé par une portion de
raccordement à une portion de raccordement correspondante du bloc
fixe,.le bloc fixe comportant une portion d'appui circulaire
destinée à recevoir une portion support circulaire du bloc mobile,
adjacente au moyen de guidage de celui-ci, de manière telle que
le bloc mobile puisse tourner par rapport au bloc fixe, tandis
qu'entre la portion de raccordement du bloc mobile et la
portion support de celui-ci sont disposés des moyens de déplace-
ment axial tels que, lorsque la portion support repose sur la
portion d'appui, les portions de raccordement des blocs fixe et
~L
- 1 - ~
3~ 6
mobile puissent être rapprochées axialement pour venir en con-
tact. Ce dispositif est caractérisé en ce que ladite por-tion
d'appui du bloc fixe est constituee par une couronne radiale-
ment ecartee de la portion de raccordement du bloc fixe et
extérieurement concentrique à celle-ci, tandis que la partie
cylindrique du moyen de guidage du bloc mobile a un diametre
correspondant à celui de ladite couronne et que ce moyen de
guidage du bloc mobile est solidaire de ladite portion support du
bloc mobile.
Il résulte de ce dispositif que, quel que soit le type
des moyens amortisseurs utilisés, on evite tout choc sur quelque
partie que ce soit et notamment sur les conduits puisqu'il
suffit de prevoir des structures telles que, lorsqu'elles
entrent en contact, les blocs soient encore suffisamment ecartés
l'un de l'autre. L'opération de raccordement se produit donc
obligatoirement sans aucun heurt vertical ou lateral, la des-
cente du bloc ne s'effectuant qu'apres achevement du positionne-
ment horizontal en vue du raccordement automatique de l'ensem-
ble des conduites.
Le dispositif de l'invention peut être une structure
de guidage solidaire du bloc fixe en forme d'anneau horizontal
constituant un chemin de roulement et une structure de guidage
solidaire du bloc que l'on descend, de forme tronconique,
adaptée au guidage du bloc fixe de façon à coiffer ledit anneau
par une partie de guidage cylindrique porteur de galets, de
telle sorte qu'il suffit de faire coincider la partie cylindri-
que et le chemin de roulement pour orienter l'une des structures
par rapport a l'autre au moyen de tout repere automatique donné.
Le dispositif de l'invention permet d'assujettir la
position du bloc que l'on descend à sa propre structure de gui-
dage en utilisant un moyen amortisseur susceptible de subir une
première course lors de la rencontre des structures, cette course
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s'effectuant à l'allure choisie et s'arrêtant pour permettre la
rotation de la structure en maintenant un ecart donne entre les
deux blocs, le moyen amortisseur permettant, apres l'orientation
obtenue, de descendre le bloc pour realiser la connexion de llen-
semble des conduites à raccorder.
D'autres objets et caractéristiques de l'invention
apparaîtront au cours de la description suivante faite en
réference aux dessins annexes qui representent, a titre d'exem-
ple non limitatif, un mode de realisation d'un dispositif de
raccordement direct de conduites sans raccordement partiel
préalable à la jonction définitive des blocs porteurs des con-
duits a connecter.
Sur les dessins:
la figure 1 représente la vue schématique partielle-
ment en coupe des blocs après connexion,
les figures 2, 3 et 4, les positions successives prises
par l'amortisseur apres son contact avec la structure de gui-
dage du bloc fixe, et
les figures 5 a 9 les positions respectives d'appro-
che, de contact partiel, de contact complet, de positionnementdéfinitif et de raccordement des ensembles blocs - structures
de guidage.
Dans l'exemple représenté figure 1, le bloc fixe 1 sur
lequel doit se raccorder le bloc mobile 3 comprend les deux tubes
2, de dimensions et positions quelconques. Le bloc mobile 3
comprend de même des tubes semblables plongeant dans les
bagues d'étanchéité 49.
Le bloc 1 comprend un anneau de pose et de roulement 6
supporté par des nervures 7, soudées ou boulonnées au corps 1.
L'anneau 6 porte un ~epère formé par un trou d'orientation 9
determinant la correspondance entre des positions prédéterminées
sur le chemin de roulement 6 et la face 8 du corps fixe 1.
Le bloc 3 comprend une structure de guidage formée
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B
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d'une première partie cylindrique 10 dont la face supérieure 11
sert de fixation pour les vérins amortisseurs 12, la partie
latérale cylindrique 10 servant de guidage à la partie cylindri-
que 14 raccordée au tronc de cône 13. Cette partie cylindri-
que 14 est rendue solidaire du piston 16 du vérin 12 au moyen
de l'axe 17 lié aux saillies 18 solidaires de la partie 14.
Des galets 15 montés à l'intérieur de la partie cylindrique 14
permettent le roulement de tout l'ensemble composé du bloc 3
du vérin 12 et du double guidage cylindrique 10 et tronconique
13.
Un doigt de blocage 19 du dispositif de roulement
15 est solicité par un ressort 21 maintenu dans un cylindre
20 solidaire de la partie 14. Lorsque le doigt I9 est en
regard du trou 9 ménagé sur l'anneau de roulement 6, la solli-
citation du-ressort 21 sur le doigt 6 entraine son enfoncement
dans le trou 9 et assure le blocage de la structure de guidage
du bloc 1 sur la structure 7 du dispositif de guidage du bloc 3.
Chaque vérin 12 peut être du type repre;senté figures
2 à 4. Il comporte un vérin standard du commerce 22 dont la
chambre supérieure 23 est reliée à toute unité de surface par
une tuyauterie de commande 24 et dont la chambre inférieure 25
est mise en communication avec l'extérieur au moyen de l'orifice
26, en vue d'assurer l'équilibrage des pressions. A cet effet,
une baudruche, non représentée pour plus de clarté du dessin,
entoure l'orifice 26 de fac~on à éviter tout contact de l'huile
des vérins et de l'eau de mer. La tige du piston 27 pénètre
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dans le dispositif amortisseur formé d'un cylindre 29 formant
le corps d'un vérin dans lequel coulisse le piston 30 dont la
tige de piston 16 débouche à la partie inférieure du cylindre 29.
Des orifices 32, pratiqués dans la partie inférieure
de la paroi du cylindre 29, permettent un certain débit d'eau
entre l'intérieur et l'extérieur de ce cylindre.
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Le fonctionnement du dispositif amortisseur est
illustré aux figures 2 à 4. A la figure 2 qui représente
le dispositif en cours de descente de la surface, la chambre
23 ainsi que la tuyauterie 24 sont remplies d'huile. Cette
condition est maintenue au cours de la descente en fermant
en surface la tuyauterie 24. La chambre 34 est remplie d'eau,
la tige 16 étant complètement sortie en raison de la charge
qu'elle supporte par sa liaison 17 avec les structures de
guidage 13.
La figure 3 montre la position prise par la tige
16 de l'amortisseur en raison de l'impact du galet 15, figure
1, sur l'anneau de roulement 6. Le déplacement du piston 30
entraîne l'accroissement de la pression de l'eau dans le
cylindre 34, cette eau étant ainsi chassée à l'extérieur par
les orifices 32, amortissant ainsi le choc par le laminage de
l'eau ~ travers les orifices 32. Lorsque le piston 30 atteint
ces orifices, sa vitesse de déplacement, déjà réduite, s'annule
dès qu'il masque les derniers orifices 32. Il entre alors
simultanément en contact avec la tige 27 du piston du vérin 22.
La chambre 23 ne communiquant en aucun point avec l'extérieur,
le piston 30 s'arrête après avoir parcouru la course prédé-
terminée A.
Ainsi, la pression reçue dans la chambre 34, lors
de l'impact, est transmise seulement sur la section de la tige
27. La pression dans la chambre 23 est donc fonction du rapport
des sections de la tige 27 et du piston du vérin 22. On évite,
de cette manière, que la pression d'impact soit retransmise
au circuit hydraulique de contrôle.
Lorsque la tuyauterie 24 est mise en surface en
communication avec l'extérieur, la chambre 23 se vide entraî-
nant la descente du cylindre 22 du vérin et par conséquent la
descente du cylindre de l'amortisseur 29 qui effectue une
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course B~
Afin de montrer la généralité du procédé, les
figures 5 à 9, illustrant les diverses phases de la descente
au raccordement, ne comportent que des représentations schéma-
tiques des blocs ~ raccorder, le bloc 35 déjà mis en place au
fond de l'eau et équipé de son anneau de roulement 36 ainsi
que le bloc 37 à raccorder au bloc 35 pouvant être quelconques.
En particulier, le bloc 37 peut comporter, en plus de sa
structure de guidage 42 reliée par sa partie supérieure 38 aux
tiges 40 des amortisseurs 43, tous moyens de contrôle de
l'approche du bloc 35 lorsque le bloc 37 est descendu au
moyen du train de tiges 39. Dans l'exemple représenté, le
contrôle s'effectue soit à l'aide d'un sonar, soit à l'aide
d'une caméra de télévision 41 placée dans une conduite. Ce
moyen de contrôle permet de modifier la position du train de
tiges 39 par un déplacement latéral 31 de fa,con que, lorsque
l'appareil de contrôle 41 est voisin du bloc 35, l'on soit
certain que le seul mouvement de descente 50 amène obligatoire-
ment la partie tronconique 42 à entrer en contact avec l'anneau
36, comme représenté figure 6. Le choc résultant de l'impact
de la structure de guidage 42 sur l'anneau 36 est absorbé par
les amortisseurs 43 et il suffit de poursuivre le mouvement de
descente 50 pour amener les blocs 35 et 37 dans la position
représentée figure 7 à une certaine distance l'un de l'autre.
Cet écart est obtenu, soit en arrêtant le mouvement de descente
avant que les tiges 40 des amortisseurs viennent buter par
leurs pistons sur les tiges des vérins 45, c'est-à-dire avant
que les galets 44 montés dans la partie cylindrique 38 commen-
cent à supporter une charge notable, soit au moment où les
tiges 40 sont arrêtées par les vérins 45.
La mise en regard des conduites des blocs 35 et 37
s'effectue alors automatiquement par la rotation 51, figure 8,
du train de tiges qui amène le doigt de blocage et d'orienta-
tion 46, sollicité par son ressort 47, à tomber dans le trou
48 de l'anneau 36 après une certaine rotation du bloc 37 au
moyen des galets 44.
Les blocs 35 et 37 ayant alors même orientation, on
purge les vérins 45, ce qui a pour effet d'abaisser le bloc
37 solidaire du train de tiges 39 jusqu'à ce que les blocs 35
et 37 soient en contact. Bien que l'étanchéité entre les
conduites puisse être réalisée par tous moyens, on prévoit
de préférence au moins un tube 49 solidaire de la partie
supérieure d'une conduite que l'on introduit dans une partie
correspondante de la conduite inférieure, le tube 49 étant
pourvu de joints d'étanchéité. On verrouille alors l'assembla-
ge réalisé au moyen de tout connecteur approprié mais non
représenté pour la clarté du dessin, ces dispositifs étant
bien connus et ne faisant pas partie en soi de l'invention.
On peut alors procéder à toute opération désiréej par exemple
aux essais en pression afin de vérifier l'étanchéité.
L'invention s'applique donc ~ tous raccordements,
qu'il s'agisse de conduites et ou de connexions électriques.
Elle s'applique de même à tous dispositifs d'ancrage nécessitant
un positionnement orienté précis.
Selon une variante, et plus particulièrement lorsqu'on
ne dispose pas de trains de tiges, la rotation des galets peut
être commandée au moyen de moteurs et notamment au moyen de
moteurs électriques.
De même, les galets pourraient être remplacés par
de simples patins, la rotation du bloc pouvant être obtenue
par des hélices entraînées par moteurs et disposées pour
exercer un couple sur le bloc.
Il va de soi que de nombreuses modifications de
détail pourraient être apportées aux structures représentées
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sans sortir du cadre de la présente invention, la partie
conique par exemple pouvant tout aussi bien être obtenue au
moyen d'une tôle qu'être constituée par des tubes soudés
formant des génératrices du tronc de cône représenté.
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