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L'invention concerne un dispositif de mise en place
et de centrage de plates-formes, reservoirs, ou structures off-
shore de tout type de très grande masse, au-dessus d~elements
d'exploitation tels que têtes de puits, dejà ancres au fond de
la mer, avec une precision suffisante pour permettre la con-
nexion facile de toutes canalisations entre les deux ensembles,
et notamment des puits de forage.
. Dans les techniques actuelles, l'exploitation de gi-
sements petroliers au-desous de la mer, à partir de plates-formes
de forage et de production, implique que les plates-formes soient
entierement finies et mises en place avant que ne debute le fo-
rage des puits de production; l'importance des investissements
mis en jeu fait qu'il est extrêmement souhaitable de pouvoir
commencer le forage des puits de production en même temps que
se construit la plate-forme d'exploitation.
Il est connu de mettre en place des plates-formes de
types divers par ballastage progressif, alors qu'elles sont
maintenues par des remorqueurs, en s'aidant de plusieurs sys-
tèmes de guidage permettant un positionnement de plus en plus
precis de la structure au fur et a mesure de la descente de
celle-ci; mais ces procedes ne permettent pas la precision, de
l'ordre de quelques centimetres, nécessaire pour pouvoir proce-
der aux raccordements avec des têtes de puits pre-installées.
D'autre part, les vitesses horizontales des structures, compte
tenu de l'importance de leur masse, sont telles qu'un choc ris-
querait d'endommager gravement les appareillages en place au
fond de la mer; or, les techniques actuelles presentent l'in-
~` convenient certain d'une sollicitation importante des eléments
préexistants lors de la descente de la structure, tant par des
moyens de treuillage reliant la structure aux éléments eux-me~mes
et de ce fait transmettant tout effort dynamique de la structure
a ces eléments, que par l'appui direct de ladite structure sur
- lesdits elements.
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La présente inventi.on s~uppose l'existence d'éléments
ancrés au fond de la mer, tels que gabarit de for~ge, de sorte
que les forages ont pu être inités a partir des plates-formes
flottantes, et a pour objet un dispositif de mse en place et de
centrage fiable, permettant d'offrir une
.
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. .
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protection s~re des puits lors de l'approche de la structure en descente
avec une sollicitation minimale desdits éléments par ladite structure.
Il s'agit plu~ particulièrement d'un dispositif de mise en place
et de centrage d'une structure-poids offshore au-dessus d'élément~
préexistants ancrés au fond de la mer, ladite structure étant du type
comportant une embase multicellulaire en béton surmontée d'au moins une
colonne creuse en béton supportant une plate-forme de travail hors-d'eau,
ledit dispositif comportant plusieurs systèmes de guidage permettant un
positionnement de plus en plus précis de la ~tructure au fur et à mesure de
: 10 la descente de ladite structure jusqu'à ce que celle-ci repose sur le fond
de la mer, caractérisé par le fait que les systèmes de guidage comportent
d'une part des moyens de treuillage reliant la plate-forme de travail à des
corps d'ancrage indépendants situé3 au fond de la mer pour la descente de
la structure avec centrage au-dessus des éléments préexiatants ju~qu'à la
prise de contact entre ladite struoture et lesdits élémen~, et d'autre
part des moyens de guidage proprement dit intervenant après la prise de
contact: pour le logement de~ éléments préexistants dans une niche prévue à
la partie inférieure de la structure pour recevoir lesdits éléments sans
appui direct de ladite structure sur ceux-ci.
Le dispositif selon l'invention peut prés~nter en outre l'une au
moins des caractéristiques suivantes :
- les moyens de guidage proprement dit comportent des
dispositifs anti-chocs fixés à la structure sensiblement le long des bords
de la niche destinée à recevoir les éléments préexistants, et des
dispositifs de défense fixés auxdits éléments préexistants et permettant
le guidage recherché par appui contre ceux-ci desdits dispo3itifs anti-
chocs ; oes dispositifs anti-chocs sont avantageusement constitués par des
éléments indépendants déformables par pression interne permettant un
centrage précis de ia structure par rapport aux éléments préexistants
ancrés au fond de la mer, par exemp'.e des boudins gonflables disposés de
telle ..açon que leurs ax~ soient sensi.biemsnt contenu3 dans un mêMe plan
-- 2 -
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horizontal,
- les éléments préexistants comprennent un gabarit de forage
entouré d'ure structure ?ériphérique tubula~re en forme de quadrilatère,
ladite structure portant les dispositifs de défense en ses quatre coins, et
étant avantageusement reliée au gabarit de forage par une connexion
destructible de façon à pouvoir désolidariser ladite structure dudit
gabarit avant la pri~e de contact,
- les moyens de guidage proprement dit comportent en outre une
pluralité d'éléments embôitables du type pinoche-embouchure prévu~ en
saillie d'une part ~ur le fond de la niche de la structure et d'autre part
sur les éléments préexi~tants, en vue du guidage final ; par exemple, des
pinoches sont prévues sur le seul gabarit de forage, et de~ embouchures
associées sont prévues sur le fond de la niche, embouchures constituant
avantageusement l'extrémité de canalisations verticales disposées dans une
colonne de la structure, des lignes-guide pouvant^etre en outre prévues,
allant de treuils disposés ~ur la plate-forme de travail jusqu'aux
extrémités des pinoches sn passant dans lesdites canalisations , lesdites
lignes guide portant avantageusement des appareils ~ermettant de vérifier
la position relative de la structure par rapport aux éléments préexistants,
tels qu'inclinomètres9
- il comporte des moyens de mesure permettant un contrôle de plu9
en plus précis au fur et à mesure de la descente de la structure, tels que
systèmes acoustiques et systèmes de télévisions braqués sur des repères
fixés aux éléments préexistants.
D'autres caractéristiques et avar.tages de la présente invention
apparâitront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre,
donnée a titre illustratif et nullement limitatif, en référence aux figures
du dessin annexé où :
la figure 1 illustre en élévation l'emploi d'un premier type da
syst~me de guidage conforme à l'invention,
- les f`i.gures 2 à 4 ili.ustrent en coupe l'emploi d'un deuxiè~e
~ 3 .
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type de syst~e de gu-dage complémentalre du premier, au cours de phases
successives de descente de la plate-forme,
- la figure 5 est une coupe selon V-V de la figure 2.
Figure 1, une structure-poids offshore comportant une embase
multicellulaire 1 en béton précontraint surmontée d'au moins une colonne
creuse 'ici deux) en béton 2 supportant une plate-forme de travail hors-
d'eau 3, doit ^etre mise en place et centrée au-dessus d'éléments
pré~xistants 4 ancrés au fond de la mer.
Auparavant, la plate-forme a été remorquée comme une plate-forme
ordinaire au voisLn?~e du site d'installation, la plate-forme portant un
certain nombre de corps d'ancrage indépendants 5 auxquels elle est
attachée par autant de cables 6 contPolés par des treuils indépendants 7.
On procède à la mise en place des corps d'ancrage tout autou- des éléments
préexistants 4, à ur.e distance suffisante pour éviter tout risqu~ de choc.
Les câbles 6 sont alors progressivement tendus, et les liaisons entre la
plate-forme et les remorqueurs sont coupées, ainsi que cette sitllation
appara;t à la Pigure l.
D'une façon générale, il est prévu plusieurs systèmes de guidage
permettant un positionnement de plus en plus précis de la structure au
~0 fur et à mesure de la de~cente de ladite structure jusqu'à ce que celle-ci
repose sur le fond de la mer.
Le principe fondamental du dispositif de l'invention est de
permettre une mise en place très précise en vue d'un raccordement avec les
éléments préexistants, avec un contrôle et un positionnement de plu3 en
plus précis, et avec des vitesses d'évolution de plus en plus ba~ses au fur
et à mesure de la descente de la plate-forme
Le premier système de guidage est constitué par des moyens de
treuillage, précisément formés des treuils 7 et des cables 6 reliés aux
corps d'ancrage independants 5, pour la descente de la structure avec
centrage au-dessus des éléments préexistants 4 jusqu'à la prise de contact
entre ladite structure et lesdits éléments. La manoeuvre des treuils est
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naturellement combirlée à des manoeuvres classiques de ballastage pour
procéder à une descente controlée de la structure. Il est à remarquer que
ce premier système de guidage évite de transmettre tout effort dynamique de
la structure aux éléments préexistants, ce qui représente un progrès
notable par rapport aux techniques antérieures, en retardant la véritable
-: :
'lliaison" au moment de la prise de contact, moment où les mouvements de la
structure peuvent être maîtrisés.
A partir de la prise de contact, un de~xième système de guidage
intervient, plus précis que le premier, constitué par des moyens de guidage
proprement dit qui vont être déorit~ ci-après.
Notons que des ligne~-gulde 9 ~ur lesquelles il ~era revenu par
la ~uite), partant de treuils 10 à limiteur de tension fixés sur la plate-
Porme de travail Jusqu'à se raccorder aux éléments préexistants 4, peuvent
^etre prévues dans la colonne 2 et progressivement tendues par lesdits
treuils au fur et à mesure de la descente de la structure, maiQ que ce~
liene~ ne rempli3sent pas de fonction de traction, fonction assurée par le~
i oâbles 6 reliés aux corps d'ancrage 5.
Les vitesses auxquelles sont effectués ces mouvements sont
progre~sivement réduites ~usqu'au maximum admissible pour la prise de
contact, moment à partir duquel va s'eff~ctuer le logement de~ éléments
préexistants dans une niche 8 prévue à la partie inférieure de la structure
pour recevoir lesdits éléments sans appui direct de ladite structure sur
ceux-ci, ce qui diminue encore le risque de sollicitation.
La figure 2 illustre la position de l'ensemble au moment de la
. .
prise de contact. Conformément à l'invention, les moyens de guidage
proprement dit comportent des di~posi~if~ anti-chocs fixés à la structure
~ensiblement le long des bords de la niche destinée à recevoir les élément~
préexistants, et de~ dispositifs de défen~e fixés auxdits éléments
preexistants et permettant le guidage recherché par appui contre ceux-ci
desdits dispositifs anti-chocs.
Ici, ces dispositifs a~ti-chocs sont constitués par des boudins
indépendants 11, disposés le long des bord3 de la niche de telle façon que
..
- 5 -
~ `
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leurs axes soient sensiblemetlt contenus dans un meme plan hori~ontal ( voir
aussi figure 5). Les boudins sont avantageusernent gonflable~ de facon à
per~ettre un centrage précis de la structure par rapport aux éléments
préexistants ancrés au ~ond de la mer. Notor.s qu'on aurait pu utiliser un
autre type d'éléments déformables par pression interne, par exemple des
vérins. Les boudins 11 peuvent^etre pourvus d'une plaque de protection 12
pour éviter un éventuel déchirement au contact des di~positifs de défense.
Sur la figure 2, la position est volontairement décentrée pour illustrer
les moyens d'action utilisés pour rectifier la manoeuvre.
Ioi, les éléments préexistants 4 comprennent un gabarit de
forage 13 ancré dans le sol marin par des pieux 14, et entouré d'une struc-
ture périphérique tubulaire 15 en forme de quadrilatère (voir figure 5),
ladite structure, elle-même ancrée par des pieux 16, portant des
dispositifs de défense 17 en bois à ses quatre coins ; les défenses du
gabarit de forage présentent, à leur partie supérieure, des ~aces inclinées
augmentant les tolérances de positionnement à la prise de contact. Notons
que les éléments 14 et 16 peuvent être des tubes à travers lesquels des
pieux proprement dits sont enfoncés dans le fond de la mer.
Précisons ici une mesure avantageuse concernant la liaison entre
gabarit de forage 13 et structure périphérique tubulaire 15 : les chassis
tubulaires en acier de ces deux ensembles sont rellés par d_s raccords
tubulaires 18, de sorte que l'ensemble est solidarisé au moment de son
ancrage. Ma$s au moment de la prise de contact, la structure risque de
communlquer des efforts importants au gabarit de forage par
; l'intermédiaire de la structure périphérique en contact direct avec ladite
~; structure : pour éviter cela, il est prévu que les connexions telles que 18
soient de~tructibles, de façon à pouvoir désolidariser le gabarit de forage
de sa structure périphérique avant la prise de contact ~on utilisera un
scaphandrier ou toute autre techni.que du type connexion explosive que l'on
peut commander à distance), ainsi que cela a été schématisé à la figure ~
pour certains raccorcls 18, chacun des éléments restant ancré par ses pieux
propres.
~, , .
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Les moyens de guidage proprement dit décrits ci-dessus peuvent
être avantageusement complétés par d'autre moyens en vue d'un centrage
fi.nal encore plus précis : on prévoit une pluralité d'éléments emboîtables
du type pinoche-embouchure montés en saillie d'une part sur le fond de la
niche de la structure et d'autre part sur les éléments préexistants. Ici
des pinoches 19 sont prévues sur le seul gabarit de forage 13, avantageu-
sement dans le prolongement des éléments 14, et des embouchures
a3~0ciées 20 sont prévues sur le fond de la niche 8. La figure 3 illustre
la prise de contact ent.e pinoches et embouchures associées : une fois les
pinoches engagées dans les embouchures$ la pressivn est re~achée dans les
éléments gonflables, afin de diminuer les frottements, et le ballastage est
terminé, de sorte qu'on arrive à la position finale correctement centrée
représentée à la figure 4.
Les embouchures 20 constituent l'extrémité de canalisations
verticales 20 disposées dans la colonne 2 et l'embaqe 1 de la structure, de
raçon à pouvoir utiliser des lignes-guide 9 allant des treuils 10 aux
extrémité~ des pinoches 19 en passant dans le~dites canalisations : ce~
lignes-guide, progressivement tendues par le~ treuils associés au fur et à
mesure de la descente de la ~tructure, portent avantageusement des
appareils (~on représentés) permettant de vérifier à tout moment la
po~ition relative de la structure par rapport aux éléments préexistant~,
tels par exemple que des inclinomètres.
Plus généralement, il sera prévu des moyens de mesure tels que
systèmes acoustiques et systèmes de télévisions braqué~s ~ur des repères
fixés aux éléments préexistants, permettant par un contrôle de plus en plus
précis au fur et à mesure de la descente de la structure, de situer
exactement les différents éléments les uns par rapport aux autres, et de
calculer les déplacements horizontaux à appliquer à la plate-forme pour
l'amener au-dessus du gabarit de forage avec une précision .suffisante pour
permettre la pri.se de contact.
Il va de soi que la présente invention n'est nullement limi~ée
aux exemples qui er, ont été donnés à ti~re illustratif, et comprend toute
- 7 ~
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variante reprenant avee de~ ~oyens équivalent~ l.a définition generale de
l'invention telle que revendiquée.
