Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
~iu~~~~.
..
Dispositif de montage d'une ligne flexible comportant
un limiteur de courbure.
La présente invention a pour objet un dispositif de
montage d'une ligne flexible à une structure, comportant un organe
rigide creux faisant partie de ladite structure ou fixé sur ladite
structure, et que traverse la ligne flexible après avoir été tirée
à l'aide d'un câble de traction fixé à une extrémité de ladite
ligne flexible, en particulier sur l'embout d'extrémité monté sur
celle-ei pour son raccordement à ladite structure.
La présente invention est particulièrement destinée à
l'exploitation pétrolière "off shore".
On entend par ligne flexible au sens de l'invention des
conduites flexibles, en particulier des conduites tubulaires
flexibles pour véhiculer des fluides tels que des hydrocarbures,
des faisceaux composites du type "bundle", des ombilicaux, ou des
câbles électriques. On entend par structure toute structure fixe ou
mobile utilisable dans le damaine "off shore", telle qu'une
structure rigide fixe "jacket", une structure oscillante assujettie
au fond de la mer ou une structure flottante telle qu'un support
naval de surface, une plate-forme serai-submersible, une colonne
verticale flottante, ancrée, reliée à un navire pétrolier de
stockage/séparation qui est amarré à elle, une bouée etc.
Plus précisément, l'invention est relative à un dispositif
comprenant un limiteur de courbure engagé sur ladite ligne flexible
et solidaire de moyens de fixation aptes à coopérer avec des moyens
de fixation solidaires~dudit organe rigide creux pour réaliser un
encastrement du limiteur de courbure sur ladite structure,
Par limiteur de courbure, on entend tout type de
dispositif permettant d'imposer à la ligne flexible un rayon de
courbure supérieur à un rayon de courbure minimal dans une zone oû
la ligne flexible est soumise à des flexions, notamment des
flexions répétées, risquant de provoquer sa'détérioration.
Le limiteur de courbure peut être de tout type connu, par
exemple, constitué d'éléments rigides articulés appelés
"vertèbres", ou de préférence sous la forme d'un raidisseur.
Les raidisseurs connus sont génêralement des blocs moulée
en matière plastique telle qu'un polyuréthane, de forme au moins en
._
partie tronconique, mis en place sur la ligne flexible et encastrés
sur un support d'encastrement monté sur et/ou autour de 1a ligne
f lexible .
Par encastrement au sens de l'invention, on entend une
liaison mécanique rigide, au moins en flexion et vis-à-vis de
translations latérales, entre le limiteur de courbure et son
support d'encastrement, c'est-à-dire une liaison telle que le
support d'encastrement bloque les déplacements angulaires
(incurvation autour d'un axe quelconque perpendiculaire à l'axe de
la ligne flexible) et les déplacements transversaux du limiteur de
courbure, et par conséquent de la ligne flexible, les valeurs
associées de couples de flexion et de forces d'appui étant
intégralement supportées par le support d'encastrement. En
variante, ledit, encastrement peut être un encastrement intégral,
assurant également le blocage des déplacements axiaux et des effets
de torsion auteur de l'axe longitudinal de la conduite flexible.
L'organe rigide creux est une partie de la structure ou un
organe solidement encastrê sur la structure, telle qu'une
plateforme, à laquelle une extrémité de la conduite flexible est
raccordée, ledit organe rigide creux comportant une ouverture
centrale pour le passage de la ligne flexible et constituant 1e
dernier point d'appui de la ligne flexible sur la plateforme
support, à la manière d'un écubier. Couramment, l'organe rigide
creux qui constitue le support d'encastrement du limiteur de
courbure est un tronçon d°extrémité d'un tube-guide dans lequel est
engagée 1â ligne flexible, l'encastrement étant effectué dans la
zone d'embouchure inférieure du tronçon d'extrémité du tube-guide.
Par tube-guide au sens de l'invention, on entend aussi
bien un élément tubulaire vertical (I tube) qu'un élément tubulaire
â dévers progressif (J tube). La ~onction de tube-guide peut, en
variante, être remplie par un treillis, ou toute autre forme de
charpente présentant un passage interne pour guider la ligne
flexible.
La technique consistant à tirer une ligne flexible par une
extrémité au travers d'un tube-guide solidaire d'une structure,
dite technique de "pull-in" est couramment utilisée dans le domaine
pétrolier "off shore".
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Cette technique peut être utilisée dans différentes
configurations de systèmes d'exploitation de champs pétrolifères
sous-marins et par exemple dans une installation de production
comportant une ou plusieurs conduites ou °'flow-fines" reliant les
différentes têtes de puits sous-marines, ou autres équipements
disposés sur le fond, à une structure formant un support de surface
tel que décrit ci-dessus ou à une structure de subsurface, située à
un niveaix intermédiaire entre la surface et le fond sous-marin,
ladite structure comportant divers équipements et, en particulier,
des éléments de tuyauterie qui doivent être reliés par 1a conduite
flexible aux équipements disposés sur le fond. Alternativement,
l'installation de production peut comporter, au lieu d'un
équipement disposé sur 1e fond, un deuxième support de surface, ou
de subsurface, auquel est raccordée la seconde extrémité de la
conduite flexible qui se trouve soit entièrement suspendue en
cha3nette entre les deux supports, soit repose en partie sur le
fond.
Dans un premier mode de mise en oeuvre dans ce type
d°installation, une conduite flexible est déroulée à partir d'un
navire de pose, une première extrémité de la conduite étant tirée
par la technique de "pull-ïn" de façon à pouvoir raccorder cette
première extrémité de la conduite flexible à bord du support de
surface en face duquel est positionné le navire de pose.
Le flexible est alors suspendu "en cha3nette" entre le
navire de pose et le support de surface. Ensuite, le navire de pose
s'éloigne et commence à dérouler la conduite flexible sur le fond.
Dans un second mode de mise en oeuvre, une fois la
conduite flexible déposêe aux pratiquement toute sa longueur par le
navire de pose sur le fond sous-marin, la deuxième extrémité de la
conduite flexible est reliée par un câble de traction au support de
surface puis tirée à bord et raccordëe.
De façon habituelle, le raccordement entre l'embout
terminal de la conduite flexible et le réseau de tuyauteries
installê sur la structure formant support est réalisé au dessus de
la surface de I°eau, au niveau d'un pont de travail par exemple. Un
tel dispositif présente l'avantage de fac:Lliter le raccordement de
la conduite flexible à bord de 1a plateforme. Par contre, malgré la
t,
possibilité de disposer autour de l'extrémité supérieure de la
conduite flexible un limiteur de courbure sous forme de raidisseur
solidement encastré par rapport à la structure de support, ce
dispositif présente des risques relativement sérieux pour la
conduite tubulaire flexible, qui, dépourvue de protection doit
traverser la zone de marnage (splash zone).
De plus, lorsque la structure de support est flottante,
ancrée, la conduite tubulaire flexible, subit les conséquences
d'excursion de la structure à laquelle elle doit être Fixée,
notamment du fait que cette derniére, en tirant sur ses ancrages,
s'écarte par rapport à la verticale de son lieu théorique de
stationnement.
Selon un autre dispositif connu, en particulier loxsque la
structure est une plateforme flottante ancrée, le raccordement
entre 1a conduite flexible et la plateforme est réalisé au dessous
de la surface de l'eau, de prêfêrence dans la partie basse de la
plaCeforme au voisinage de la quille. L'avantage d'un tel
dispositif est qu'il met 1a conduite flexible relativement à
l'abri, en l'éloignant de la zone de turbulence maximale créée à la
surface par la houle. I1 est, néanmoins, considérê couramment comme
nécessaire de mettre en place, au droit du raccordement de 1a ligne
flexible à la stxucture, à l'extrémité inférieure du tube-guide
solidaire de la structure, un limiteur de couxbure sous forme de
raidisseur, solidement encastré, visant à répartir las contraintes
de flexion et à interdire au rayon de courbure imprimé â la ligne
flexible d'atteindre une valeur infêrieure critique en deça de
laquelle la ligne flexible risque d'être rapidement mise hors
d'usage. Un tel dispositif présente l'inconvénient évident de
nécessiter des opérations difficiles et coûteuses, assujetties aux
conditions météorologiques, pour réaliser les connexions
sous-marines.
Par ailleuxs, US-.A-4 808 03G décrit un dispositif de
raccordement d'une conduite flexible à une structure flottante dans
lequel une plaque de guidage annuJ.sire est réunie à un raidisseur
monté à jeu autour de la conduite flexible. La plaque de guidage
comporte, en saillie de son extrémité frontale, des pièces de
fixation coopérant avec des pièces évidées correspondantes
- 5 -
réalisées à l'extrémité inférieure du tuba-guide vertical fixé à la
structure.
Dans cette réalisation, on met en oeuvre essentiellement
deux phases de traction à l'aide de câbles de lavage différents.
Tout d'abord, on fixe des câbles aux pièces de fixation
disposées en saillie à la périphérie de la plaque de guidage et on
tire vers le haut l'ensemble constitué par la plaque de guidage
solidaire du raidisseur et 1a conduite munie de son embout, ce
dernier se trouvant en appui sur l'épaulement constitué par le bord
interne de la plaque de guidage. Simultanément on faft venir un
autre câble de levage disposé axialement et fixé à l'embout.
Une fois réalisée la solidarisation de la plaque de
guidage avec l'extrémité du tube-guide, on tire à l'aide dudit
autre câble de levage, fixé à l'embout, ce dernier ainsi que 1a
ligne flexible, au travers du tube-guide, l'embout étant ensuite,
de manière connue, raccordé à la structure à, ou au delà de,
l'extrémité supérieure du tube-guide.
Ce dispositif connu nêcessite d'utiliser une pluralité de
câbles de traction au cours d°étapes différentes.
Pendant la première phase de l'opération d'installation du
dispositif, il est nécessaire de haler plusieurs câbles à la fois,
en équilibrant leurs longueurs et tensions respectives pour tirer
sur la plaque de guidage qui entraine l'embout et la conduite
flexible, et, en outre, d'amener simultanément le câble de levage
axial avec un effort .de traction minimum buste suffisant pour
empêcher ce crible d'avoir du mou.
Ce dispositif est très difficile à mettre en oeuvre, en
particulier dans 1e cas de lignes flexibles dont une certaine
longueur repose sur le fond, pour assurer la traction de lignes
flexibles de longueur importante et de poids élevé, poids auquel
s'ajoutent les poids de l'embout, du raidisseur et de la plaque de
guidage. De plus, le dispasitif décrit dans le document antérieur
est, compte-tenu de la configuration des moyens prévus pour le
positionnement relatif et la fixation de la plaque de guidage et de
l'extrémité du tube-guide, limité à une mise en oeuvre avec un
tube-guide vertîcal. En outre, ce dispositif présente
l'inconvénient grave que l'encastrement' du raidisseur, tel qu'il
~~~~ 3e3~~~
- 6 -
est réalisé par la fixation de la plaque de guidage sur 1°extrémité
du tube-guide, manque de solidité.
La présente invention se propose de réaliser un dispositif
qui soit d'une mise en oeuvre plus facile que les dispositifs
antérieurement connus, et ne soit pas limité à une mise en oeuvre
avec un tube-guide vertical, tout en permettant un encastrement
efficace et fiable du limiteur de courbure, en particulier sous
l'eau et de préférence sans intervention de plongeurs.
La présente invention a essentiellement pour objet un
dispositif de montage d'une ligne flexible sur une structure
comportant un organe rigide creux, faisant partie de ladite
structure ou fixé sur ladite structure, et que traverse la ligne
flexible après avoir été tirée à l'aide d'un câble de traction fixé
â une extrémité de ladite ligne flexible, de préférence sux
l'embout d'extrémité monté sur ladite ligne flexible pour son
raccordement à ladite structure, et un limiteur de courbure, engagé
sur ladite ligne flexible et solidaire de moyens de fixation aptes
à coopérer avec des moyens de fixation solidaires dudit organe
rigide creux pour réaliser un encastrement du limiteur de courbure
sur ladite structure, caractérisé par le fait qu'il comprend des
moyens pour immobiliser 1e limiteur de courbure sur ladite ligne
flexible à distance de ladite extrémité de celle-ci pendant une
première phase de traction de la ligne flexible à la fin de
laquelle 1e limiteur de courbure est amené au niveau de 1a zone
d'embouchure dudit organe rigide creux en vue de son encastrement,
ledit organe rigide creux comportant au moins pendant ladite
première phase de traction une pièce d'embouchure évasée.
L'opération d°installation da la conduite flexible et du
dispositif de raccordement selon l'invention comprend deux phases
de traction de la conduite flexible par "pull-in", ces deux phases
étant sêparées par une étape intermédiaire pendant laquelle ~e
limiteur de courbure est immobilisé sur la structure. I1 convient
de noter que, selon l'invention, la traction de la conduite
flexible, lors de chacune des deux phases successives de traction
est effectuée par halage d'un seul et méme câble qui est 1e câble
de traction fixé à l'embout terminal de la conduits flexible. Le
dispositif selon l'invention prêsente ainsi l'avantage de permettre
;~ L r Ly
- 7 -
une opération d'installation facile, par' comparaison avec le
dispositif décrit dans US-A-4 808 03G qui nécessite un ensemble de
câbles complémentaires fixés périphériquement aux des pièces
d'extrémité en saillie de la plaque de guidage montée sur le
limiteur de courbure pour effectuer la première phase de traction
précêdant la fixation de la plaque de guidage à l'extrémité
inférieure du tube-guide.
Un autre avantage du dispositif selon l'invention est que,
pendant toute 7.a durée de l'opération d'installation de la conduite
flexible et, ultérieuremQnt. lnra .1p lrOY"i.,~tr~a.~"" ao
l'installation en service, il permet, à 1'endroit cxitiqne
correspondant à 1a zone supérieure de la partie libxe de la
conduite flexible qui se trouve juste en dessous de la zone
d'embouchure de l'organe rigide creux servant d'écubier, d'assurer
en permanence une répartition régulière des contraintes de flexion
et la limitation du rayon de courbuxe de la ligne flexible par
rapport à la valeur minimale admise. Pendant la première phase de
l'opération de traction, ce résultat est obtenu grâce à la pièce
d'embouchure évasêe prévue dans la zone d'embouchure de l'organe
rigide creux, tel que le tronçon d'extrêmité d'un tube-guide.
Pendant la deuxième phase de l'opération de traction ainsi que de
façon définitive, pendant toute la durée de l'exploitation de
l'installation en service, cette fonction de contrôle de 1a
courbure de la ligne flexible est réalisée par le limiteur de
courbure qui a été encastré sur la structure.
Le dispositif selon l'invention présente encore l'avantage
de permettre un encastrement solide du limiteur de courbure,
l'opération de mise en place pouvant être effectuêe facilement. En
particulier, dans un mode avantageux da mise en oeuvre,
l'installation du dispositif est rêalisée sans plongeurs grâce des
organes télêcommandés depuis la surface.
Dans un premier mode de réalisation, les moyens pour
immobiliser le limiteur de courbure sur la ligne flexible pendant
ladite première phase de traçti.on sont libérables dudit limiteur de
courbure après immobilisation de celui-ci. Dans ce cas, le limiteur
de courbure est monté sur la ligne flexible avec un jeu radial de
maniêre à permettxe, après libération des moyens d'immobilisati.on
g -
du limiteur de 'courbure, qui restant bloqués axialement sur la
ligne flexible, un coulissement de la ligne flexible par rapport au
limiteur de courbure.
Ainsi, après réalisation de l'encastrement, il est
possible de mettre en oeuvre, à l'aide du même câble de traction la
seconde phase de traction permettant la mise en place définitive de
la ligne flexible par coulissement à l'intérieur de l'organe rigide
creux jusqu'au raccordement final de l'embout d'extrémité â la
structure.
Dans ce premier mode de réalisation, la pièce d'embouchure
évasée peut être montée à demeure sur l'organe rigide creux ou est
séparable pour permettre la mise en oeuvre des organes mécaniques
qui réalisent l'encastrement.
L'encastrement du limiteur de courbure peut être réalisé
par tous moyens appropriês notamment par assemblage, à l'aide
d'organes de fixation, de brides en regard du limiteur de courbure
et de l'organe rigide creux, ou par engagement en correspondance de
formes de deux portées complémentaires, par exemple tronconiques,
en regard, du limiteur de courbure et de l'organe rigide creux ou
de la pièce d'embouchure évasée. Les portées complémentaires sont
de préférence appliquées l'une contre l'autre avec un effort axial
suffisant par des moyens de serrage, tels qu°un ensemble vis-écrous
ou avantageusement un collier de serrage à effet de coin.
Dans un second mode de réalisation de l'invention, les
moyens poux immobiliser le limiteur de courbure sur la ligne
flexible réalisent une solidarisation permanente du limiteur de
courbure sur la ligne flexible, l'encastrement étant effectué par
emmanchement coulissant de portées cylindriques en regard
solidaires du limiteur de courbure et de l'organe rigide creux.
Dans ce cas, la distance entre l'emplacement auquel le
limiteur de courbure est immobilisé sur la ligne flexible et
l'extrémitê de 1a ligne flexible qui doit être raccordée à la
structure, doit être prédéterminée pour que, dans la position
d'encastrement du limiteur de courbure, l'extrémité da 1a ligne
flexible se trouve au niveau prévu pour son raccordement à la
structure.
CA 02093544 2003-05-22
-8a_
Ainsi, suivant la présente anvention, on propose une
dispositif de montage d une ligna flexible sur zzne structure,
comportant un organe rig:i.de creux. faisant partie de ladite structure
¿
ou fixé sur ladite StruC~urr, et que traverse la fagne flexible après !
avoir été tirée à l'aide d'un câble de traction fixé ï une extrémitë
de ladite ligne flexible, et un limiteur de Courbure engagé sur 3.adite i
ligne flexib7.e es solidaire tle moyens de fixation aptes â ooopërer
avec des moyens de fixat.on solidaires dudit argane rigide creux pour
rëaliser un encastrement du limiteur de courbure sur ladite structure,
caractérisë par le fait qu'il Comprend des moyens pour immobiliser le
limiteur de Courbure sur' ladite ligne flexible à distance de ladite i
extrémitë de ladite li~3ne f:Lexible pendant une premiêre phase d.e
traction de 7.a ligne fïex.ib~t3 â la fin da laquelle le limiteur de !
courbure est amenë au ri~reau de la zone d'embouchure dudit organe !
rigide creux en vue de son encastrement, ledit organe rigide creux
comportant au moins pendant laaate premiers pnase cie m ~~~iuu
pièce d'AmbouChure c'vasëe::.
i
On propose ëgE~~.ement un dispositif de montage d'une ligne
flexible sur ulz2 structure, la ligne flexible étant tirëe par une
extrémité â l'aide d'un càble de traction, ledit disgoaitif comportant
un organe rigide creux faisant partie de l.a structure ou Eixé sur
ladite structure, ledit organe ëtanc traversb par la ligne ~lexib7_e
aprér que la ligne Ele~xihîe ait étë tirëe â l'aide du câble de
traction, eC un limiteur de courbure susceptible d'âtre engagé sur 1a
ligne flexible et solidaxr~ do moyens aptes â Coopérer s'use des moyens
solidaireè dudit organe rigide: cieux pour réaliser un encastrement du
limite=ur de courbure sur ladite structure, caractërisé en ce qu':iI
comprend des moyens pour immobiliser le limiteur de courbure sur
ladite ligne flexible, G distance de ladite extrémitë de ladite ligne j
flexible, lesdits moyens étant rendue opézationnels au moins pendant
une premiëre phase de traCta.Ori de 1a ligne: flexible â la fin de
a'emboucnure auaz.L orgame r1~31aa creux Cm vuC ut ~77VW çW .n~lac,~~Gt~~_, ~
i_
ledit organe rigiàe Creux comportant du moins pendar_t ladite premiére
phase de traction une pince d~embouchure évase et que les moyens pour
I
réaliser un 8nCa8txement du :!_imiteur de courbure sur la structure Dont
!
constitués par au moin~ l~un cie moyen d'engaçement en correspondance
de formes et de mayens àe fixation.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention
apparaitront à la lecture de la description suivante de différents
exemples de mise en oeuvre donnés à titre nullement limitatif en se
référant au dessin annexé dans lequel
- la figure 1 illustre schématiquement une installation
pétrolière off shore dans laquelle peut être mis en oeuvre le
dispositif selon l'invention,
- les figures 2 à 4 illustrent différentes phases de mise
en oeuvre d'un premier exemple de réalisation de dispositif selon
l'invention, la figure 2 comportant deux zones montrées agrandies,
- Ies figures 5 à 8 illustrent schématiquement différentes
phases de mises en oeuvre d'un second exemple de réalisation de
dispositif selon l'invention, la figure 5 comportant deux zones
montrées agrandies,
- les figures 9 et 10 illustrent schématiquement une
variante de ce second exemple de réalisation,
- la figure 11 est une vue en coupe selon XZ-Xi de la
figure 10, et
- les figures 12 et 13 illustrent schématiquement un autre
exemple de réalisation du dispositif selon l'invention selon deux
phases de mises en oeuvre, la figure 12 comportant deux zones
montrées agrandies,
- les figures 14 et 15 illustrent schématiquement encoxe
un autre exemple de réalisation du dispositif selon 1°invention et
sa mise en oeuvre.
On se réfèxe tout d'abord à 1a figure 1 od l'on voit une
installation de production d'hydrocs~bures off-shore comprenant une
colonne verticale flottante 1 munie de lignes d'ancrage 2 au fond
sous-marin.
Le long de la structure que constitue la colonne flottante
i sont fixés des tubes-guides rigides 3 à 1°intérieur desquels sont
engagées, pour la remontée des hydrocarbures, des conduites
tubulaires flexibles 4 qui peuvent être du type de celles
fabriquées et commercialisées en grande longueur et en différents
diamétres par la société déposante.
- 10 -
Les conduites tubulaires flexibles 4 sont équipées, de
manière connue, d'un ensemble de bouées 5 de façon à déterminer une
zone à concavité de sens inversé orientée vers le fond.
Dans la zone de raccordement de chaque conduite tubulaire
flexible 4 à l'extrémité inférieure du tube-guide corxespondant 3,
il est prévu un élément limiteur de courbure S qui sera décrit plus
en détail dans la suite.
On a également schématisé sur la figure 1 un navire 7
utilisé pour la pose des conduites tubulaires flexibles 4.
On se réfère maintenant aux figures 2 à 4 qui illustrent
un premier exemple de réalisation de dispositif selon l'invention,
ainsi que les étapes de sa mise en glace.
Le limiteur de courbure 6 de ce mode de réalisation est
réalisé sous 1a forme d'un raidisseur, notamment en polyuréthane,
mis en place avec un jeu radial sur la conduite tubulaire flexible
4 avant que cette dernière n'ait été munie de son embout
d'extrémité 8. Ce jeu radial permet un coulissement relatif entre
le raidisseur et 1a conduite flexible après l'encastrement dû
raidisseur, dëcrit ci-après.
Le raidisseur peut être de tout type connu et en
particulier de l'un des typas décrits dans la demande de brevet
PCT/FR91/01073 de la société déposante.
Sur l'extrêmité inférieure d'embouchure du tube-guide 3
est montée une pièce d'embouchure 9, en foxme de trompette,
comportant une bride 10 pour sa fixation à une bride 11 à
l'extrémité d'embouchure du tube-guide 3.
Le raidisseur 6 comporte â son 'extrémité frontale une
bride 12.
Un moyen d'immobilisation, tel qu'un collier de retenue
13, est mis en place et solidement fixé sur la conduite flexible 4
en arxière du raidisseur 5 de manière à immobiliser celui-ci en
position sur la conduite tubulaire flexible pendant la première
phase de remontêe de celle-ci, comme cela va êtxe décrit, ledit
collier 13 pouvant être sépaxé du raidisseur 6 une fois
l'encastrement réalisé.
Poux effectuer la remontée par traction de la conduite
flexible, l'embout 8 est connecté à l'extrémité d'un cible de
- 11 -
traction 14 associé à des moyens de levage, tels qu'un treuil monté
sur la structure, telle que la colonne 1 sur laquelle doit être
connectée la conduite tubulaire flexible.
Pour mettre en oeuvre 1e dispositif selon l'invention, on
exerce vers le haut un effort de traction sur le câble 1G, ce qui
provoque la remontée de l'ensemble constitué par l'embout 8, la
conduite tubulaire flexible 4 et le raidisseur 6, maintenu en butée
par le collier 13, jusqu'à ce que l'embout 8 après avoir traversé
la pièce d'embouchure évasée 9 en forme de trompette à 1°extrémitê
inférieure du tube-guide 3, pénètre dans celui-ci en entrainant 1a
conduite 4.
Pendant cette phase intermédiaire, illustrée à la figure
3, la pièce d'embouchure évasée 9 assure un appui continu avec une
courbure déterminée pour supporter la conduite flexible dans sa
zone critique de façon à maintenir son rayon de courbure au-dessus
de la valeur minimale admise et empêcher son endommagement.
En poursuivant la traction sur 1e câble 1G, le raidisseur
6 parvient à proximité de la pièce d'embouchure évasée 9.
On procède alois au démontage de la pièce d'embouchure, en
désassemblant ies brides 10 et 11, ce qui permet alois d'assembler
la bride 12 du raidisseur 6 avec la bride 11. à l'extrémité
inférieure du tube-guide 3.
Cette solidarisation des brides réalise un encastrement
fiable du raidisseur à 1°extrémité inférieure du tube-guide.
Après réalisation de l'encastrement, 1e collier 13 peut
être laissê en place sur la conduite 4.
De préférence, le collier 13 est fixé à l'avance sur la
ligne flexible 4 en une position telle que la longueur de ligne
flexible entre le collier et l'embout 8 soit suffisante poux que 1e
collier se trouve écarté d'une certaine distance par rapport à
l'extrémité arrière du raidisseur. lorsque, uns fois l'opération de
traction terminée, l'embout 8 est définitivement connecté à un
organe de raccordement de la plateforme-support tel qu'une bride 38
(Figure 8). Cette disposition, illustrée par la figure G, permet
d'éviter que le collier 13 vienne heurter le raidisseur 6 lorsque,
ultérieurement, la longueur de la conduite flexible G est amenée à
varier légèrement en fonction des conditions de service, par
~~~~~ â~~~
1 z -.
exemple du fait de la pression interne dans la conduite, en
coulissant à l'intérieur du raidisseur 6.
Pour réaliser l'installation dans ces conditions, on peut,
par exemple, procéder de la façon suivante : on relève la conduite
flexible 4 au maximum, de sorte que le co111er 13 venant pousser le
raidisseur 6 avec la bride 1z contre la bride 11, l'encastrement du
raidisseur 6 est réalisé par fixation des deux brides en regard par
exemple par boulonnage, l'embout 8 se trouvant â un niveau un peu
surélevé par rapport à la bride 38 â laquelle il doit être
connecté.
On réalise ensuite 1a connexion entre l'embout 8 et la
bride 38 en rabaissant légèrement la conduite flexible 4 qui
coulisse au travers du raïdisseur 6 ce qui permet d'écarter le
collier 13 par rapport au raidisseur.
En variante, il est possible de monter 1e collier 13
solidarisé, de manière séparable, avec le raidisseur 6, par des
organes mécanique s de connexion aptes à être rompus de façon â
permettre le glissement relatif entre le raidisseur et 1a conduite
flexible une fois l'encastrement réalisé, le collier 13 étant de
préférence fixé en avant du raidisseur 6.
A cet effet, différents modes d'exécution sont possibles.
Ainsi, il est possible de relier le collier au raidisseur
par des organes tels que des câbles susceptibles d'être sectionnés,
notamment par des plongeurs.
En variante, .il est possible de prévoir des moyens
commandables à distance pour réaliser cette séparation ou encore de
réaliser entre le collier et le raidisseur une liaison séparable
sous l'effet d'une traction sur la conduite tubulaire flexible
après réalisation de l'encastrement, du type par exemple des
liaisons qui seront décrites plus loin en relation avec les
exemples de réalisation des figures 5 à 11.
On constate, en examinant le dessin, que le tube-guide 3
utilisé dans le mode de réalisation illustré est de type "J tube",
c'est-à-dire un tube à dévers progxesaif. Ainsi, l'on comprend que
l'invention n'est en aucune maniére limitée à la mise en oeuvre
avec un tube-guide vertical de type "I tube".
- 13 -
On se réfère maintenant aux figures 5 à 8 qui illustrent
un second exemple de réalisation de dispositif selon 1°invention.
Dans cette réalisation, la pièce d'embouchuxe 15 en forme
de trompette est, contrairement à celle du mode de réalisation
précédent, montée à demeure à l'extrêmitê infêrieure du tube-guide
3.
Le raidisseur 16 est muni d'une bride de fixation 17
susceptible de venir en appui sur une bride d'extrémité 18 prévue à
l'extrémité de la pièce d'embouchure 15.
Dans ce mode de réalisation, le raidisseur 16 et la bride
17 sont solidaires d'une partie tronconique mâle 19 qui est
constituée par une structure xigide, par exemple en tôle d'acier,
entourant avec jeu la conduite flexible 4, et dont la surface
extérieure, continue ou discontinue, const:ttue une portée
d'encastrement, da forme générale tronconique, qui correspond â
celle de l'évidement tronconique femelle 20 de la pièce
d'embouchure 15. De préférence, les surfaces en regard des parties
tronconiques, respectivement mâle et femelle, 19 et 20 forment des
surfaces géomêtriques réglées et axisymétriques. Avantageusement,
ces surfaces sont en forme de cônes de révolution de même angle.
La pièce d'embouchure 15 comporte une pluralité de
cliquets 21, poussés par des ressorts 22, et aptes à coulisser dans
des bo3tiers 23 disposés radialement dans un même plan
perpendiculaire à l'axe du passage cylindrique central que présente
la pièce 15 et dans lequel doit être logée la conduite flexible 4.
Pour l'engagement des cliquets Zl, il est prévu une gorge
24 dans la surface extérieure d'une partie antérieure qui prolonge
la partie tronconique mâle 19 et qui constitue une structure rigide
solidaire de cette partie tronconique mâle 19. Cette parue
antérieure présente un passage central, par exemple cylindrique, à
l'intérieur duquel est disposé e la conduite flexible 4, et une
surface extérieure, de forme générale, par exemple cylindrique,
telle qu'elle peut prendre place à 1°intérieur de la partie
supérieure de la pièce d'embouchure 15.
L'extrémité avant de la partie antérieure solidaire de la
partie tranconique mâle 19 comporte un élément 39 réalisé de façon
à pouvoir être serré de manière fixe sur la canduite flexible 4.
~~~~3~~~
- 14 -
Entre l'élément de serrage 39 et la gorge 24', 1a partie antérieure
solidaire de la partie tronconique mâle 19 comporte une zone de
rupture 25 qui présente une valeur déterminée limitée de résistance
à l'effort axial de traction, de façon â pouvoir être rompue
lorsque Ie câble 14 exerce une traction supérieure à la valeur
limite de résistance. La zone de rupture 25 peut être réalisée
selon tout principe connu, par exemple par un manchon cylindrique
d'épaisseur réduite, un manchon cylindrique comportant une
pluralité de trous d'un certain diamètre, ou une gorge, ou encore
pluralité de goujons. longitudinaux formant une cage cylindrique.
Pour réaliser l'engagement et l'immobilisation dans 1a
pièce d'embouchure 15 de l'ensemble constitué par le raidisseur 16,
la bride 17 et la partie tronconique mâle 19, comme cela sera
expliqué ci-après, on exerce une traction vers le haut, comme
illustré aux figures 5 et 6, sur le câble de traction 14 remontant
la conduite tubulaire flexible 4 par 1°intermédiaire de son embout
d'extrémité 8, ledit ensemble étant ainsi simultanément entra3né,
grâce à l'élément de serrage 39 solidement fixé sur la conduite 4.
A un moment du déplacement l'embout d'extrémiCé 8 ayant
pénétré dans la pièce d'embouchure 15 la conduite flexible 4 est
guidée dans la portée tronconique femelle qui comme la pièce
d'embouchuxe 9 du mode de réalisation précédent permet de maintenir
son rayon de couxbure au-dessus de la valeur minimale admise.
Dans la suite du déplacement, 1a partie tronconique 19 à
1°avant du raidisseur 16 parvient au niveau de la partie
tronconique femelle 20 de 1a piàce d'embouchure 15. Simultanément,
les cliquets 21 s'engagent dans la gorge 24 immobilisant la
raidisseur par rapport au tube-guide. Les cliquets peuvent
présenter un profil dissymétrique permettant, en combinaison avec
le profil de la gorge 24, l'engagement automatique dans le sens de
la traction vexe Ie haut, et 1e blocage du dispositif en sens
opposé. Dans le mode de réalisation illustré par les figures 5 à 8,
les cliquets 21 assurent l'immobilisation du raidisseur 16 de façon
provisoire, préalablement à son encastrement, da telle aorte que la
réalisation de l'encastrement est rendue plus facile.
Avantageusement, la largeur de la gorge 24 dans le sens de Z°axe
de
la conduite flexible est légérement supérieure â celle des cliquets
- 15 -
21, le jeu ' longitudinal résultant permettant d'assurer
l'encastrement de façon plus facile et plus solide. hes brides 17
et 18 sont alors en regard, en début de contact ou à très faible
distance, sans toutefois être serrées.
En poursuivant la traction â l'extrémité de la conduite
tubulaire flexible, on provoque, comme illustré à la figure 7,
l'arrachement de la zone de rupture 25, la conduite tubulaire
flexible 4 pouvant coulisser à l'intérieur du tube-guide 3 jusqu'à
sa position finale de raccordement avec la plateforme support,
l'embout terminal 8 étant connecté à l'organe de raccordement, tel
que la bride 38, solidaire de 1a plateforme (figure 8).
Pour réaliser l'encastrement, i1 est prévu selon
l'invention, dans le cas de la variante illustrée par les figures 5
à 8, un collier de serrage 26 comprenant deux mâchoires articulées
autour de la pièce d'embouchure 15, aptes à venir coiffer les
brides en regard 17 et 18, le profil périphérique des brides et le
profil périphérique des mâchoires, étant adaptés pour, lors de
l'application du collier sur les brides, provoquer par effet de
coin un mouvement axial des brides l'une vers l'autre de manière à
amener en contact serré les parties tronconiques 19 et 20
respectivement solidaires du raidisseur et de la pièce
d'embouchure. De préférence, l'une au moins des brides et la partie
correspondante du collier 26 présentent un profil périphérique en
forme de rampe permettant d'obtenir, grâce à un effort de serrage
du collier relativement faible, une force de compression axiale
suffisante entre les parties tronconiques mâle et femelle 19 et 20
de façon à réaliser un encastrement solide. Le collier 26 peut être
un organe indépendant des autres éléments du dispositif, ou il peut
être porté par l'ensemble constitué par le raidisseur 16 et la
partie tronconique mâle 19, ou encore, ainsi, qu'illustré dans la
variante avantageuse des figures 5 à 8, il peut être supporté par
la piéta d'embouchure 15.
On assure ainsi encre 1e raidisseur et le support
d'encastrement constitué par la pièce d'embouchure à l'extrémité
inférieure du tube-guide, un encastrement très efficace grâce â
l'effet d'emboitement conique entre les portées tronconiques 19 et
20 complémentaires.
- 16 --
I1 est à noter que la fonction de sérrage par l'extérieur
réalisée par 1e collier 26 a essentiellement pour effet d'assurer
la reprise des efforts axiaux, relativement faibles, et non pas
d'assurer une résistance aux moments de flexion appliqués par la
conduite tubulaire flexible et transmis par le raidisseur 16. Ces
moments de flexion qui sont, dans la pratique très importants, sont
directement repris par la coopération en correspondance de formes,
au niveau de l'emmanchement conique des portées 19 et 20.
L'opération de fermeture des mâchoires du collier de
serrage 26, qui permet, ainsi que décrit ci-dessus, d'assurer à la
fois le serrage et le verrouillage, réalisant l'encastrement
définitif des portées d'encastrement 19 et 20, peut être réalisée
dès que les cliquets 21 sont en place dans la gorge 2G, ou bien
encore, alternativement, une fois la conduite flexible 4 mise en
place et l'embout 8 raccordé à la plateforme.
Dans la variante de réalisation illustrée aux figures 9 à
11, il est prévu, pour le serrage par l'extérieur, dans la partie
tronconique 19 solidaire du raidisseur, une gorge 27 apte à
recevoir des poinçons de serrage 28 aptes â coulisser radialement
dans une collereCte de guidage 29 montée sur la pièce d'embouchure
15. Les différents poinçons 28 sont susceptibles d'être déplacés
radialement pour venir s'engager dans la gorge 27 sous l'action
d'une bague rotative 30 munie de surfaces en forme de rampes 31, la
rotation de la bague autour de l'axe de la partie tronconique 20
entrainant radialement des poussoirs 32 entraînant les poinçons de
serrage.
La rotation de la bague peut être réalisée par tout moyen
approprié, notamment par tire-forts, vérins, engrenages droits ou
vis tangente, ou encore par des moyens télécammandés depuis la
surface. L'emplacement des poinçons de serrage dans la paxtie
tronconique femelle est déterminée de telle sorte que, comme dans
le mode de rêalisation précédent, la coopération des surfaces en
forme de rampes de la gorge 27 et des poinçons 28 qui agissent â 1a
façon de clavettes de serrage provoque par effet de coin, un
mouvement axial final de rapprochement des surfaces txonconiques en
regard respectivement solidaires du raidisseur et de la pièce
~~~~~ ~~~a
- 17 -
d'embouchure poûr réaliser un encastrement exact et solide en
correspondance de formes des piéces correspondantes.
Des cliquets (non illustrés), en coopération avec la gorge
24, assurent au préalable 1a fonction de retenue, de la même façon
que dans le mode de rëalisation précédent.
Dans le mode de réalisation des figures 12 et 13, une
piéce d'embouchure 33 est fixée à demeure sur un tube cylindrique
40 formant l'extrémité inférieure du tube-guida 3. Le raidisseur 6
est solidarisé par sa bride d'extrémité 12 avec la bride
d'extrémité arrière 34 d'une pièce cylindrique 35 dont le diamètre
extérieur correspond avec un faible jeu au diamètre intérieur du
tube 40 pour réaliser un encastrement en correspondance de formes à
l'intérieur du tube 40.
La pièce 35 en forme de manchette cylindrique présente une
partie d'extrémité conique 36 et est réalisée de préférence en deux
demi-coquilles rigides comportant des moyens de serrage 37 sur la
conduite tubulaire flexible 4.
La pièce 35 est ainsi solidement fixêe sur la conduite 4
et assure, de façon non libérable, l'immobilisation du raidisseur
sur cette derniére à distance déterminée de l'embout $.
I1 vient d'être mentionné que, par suite de la traction
exercêe sur la conduite flexible, 1a manchette 35 solidaire du
raidisseur réalise un encastrement en correspondance de formes avec
Ie tube cylindrique 40 formant l'extrémité inférieure du tube-guide
3.
I1 convient cependant de. remarquer que, compte-tenu des
tolérances sur le diamétre de fabrication de 1a conduite tubulaire
flexible et de la nature des moyens de serrage des deux
demi-coquilles de la manchette 35 sur la conduite tubulaire
flexible, il est peu probable que la manchette assemblée présente à
la fois une section droite parfaitement circulaire et un diamètre
circonscrit exactement prévisible.
En outre, Ie tube 40 constituant l'extrémité du tube-guide
3 a ses propres tolérances de fabrication et peut avoir été
localement déformé, notamment par soudure ou diverses manipulations»
De ce fait, dans Ia pratique, on prévoit un certain jeu
entre le diamétre extérieur de la manchette 35 et le diamètre
_ 18 -
intérieur de la partie cylindrique inférieure GO du tube-guide. Un
réalise ainsi, entre l'ensemble constitué par le raidisseur 6 et la
manchette 3S immobilisés sur la conduite flexible 4, d'une part,
et, d'autre part, le support d'encastrement constitué par le tube
cylindrique GO avec la pièce d'embouchure évasée 33, un encastrment
non pas intégral, mais partiel, du type encastrement par
emmanchement cylindrique ainsi qu'il a été décrit ci-dessus. Un tel
encastrement bloque les effets de flexion et les effets d'appui
radial, tout en permettant le coulissement axial relatif entre les
deux ensembles, présentant ainsi l'avantage que les variations de
longueur de 1a conduite tubulaire flexible en fonction des
variations de pressïon interne dans la conduite sont librement
absorbées.
Dans les cas où ce dispositif risquerait d'être affecté
par des effets nuisibles de matage en permanence, il est possible
d'intercaler une couche intermédiaire de matêriau tampon apte à
amortir les chocs dans l'espace annulaire entre la manchette 35 et
le tube 40.
On se réfère maintenant aux figures 14 et 15.
De même que dans le mode de réalisation illustré dans les
figures 9 à 11, le raidisseur 16 constîtue 1a partie postérieure
d°un ensemble qui présente un passage central axial pour la
conduite flexible 4 et qui comporte une partie tronconique mâle 19
rigide, ainsi qu'une partis antérieure dont l'extrémitê frontale
comporte un élément 39 pouvant être serrê de manière fixe à la
façon d'un collier sur la conduite G et constituant ainsi un moyen
d'immobilisation dudit ensemble solidaire du raidisseur 16. Entre
la partie tronconique 19 et l'élément de serrage 39, la partie
antérieure comporte une zone de rupture 25 telle que décrite
ci-dessus. Dans la réalisation des figuras 14 et 15, la surface
extérieure de la partie tronconique 19 comporte une partie
annulaire en creux 41 dont le contour présente, dans sa partie
antérieure, une portée conique G2.
En tirant depuis la plateforme-support, le câble de
traction 14, dont l'extrémité est connectée à l'embout terminal 8
de la conduite 4 et qui passe dans l'ouverture centrale que
comporte la pièce d'embouchure 15 solidaire de la plateforme 1 au
- 19 -
voisinage de sa partie inférieure, on provôque la remontée de la
conduite flexible 4 et de l'ensemble solidaire du raidisseur 16 qui
zeste immobilisé sur la conduite flexible, pendant la première
phase de l'opération de traction, par l'intermédiaire de l'élément
de serrage 39.
La pièce d'embouchure 15, qui peut constituer la partie
inférieure d'un tube-guide 3, comporte une partie tronconique
femelle 20 définissant une surface intérieure conique qui est en
correspondance de formes avec la surface extérieure enveloppée par
la partie tronconique mâle 19. üne pluralité de loquets ou chiens
43, par exemple au nombre de trois, sont disposés à l'intérieur de
bottiers 44 où ils sont guidés de manière à pouvoir être mobiles en
translation selon des axes radiaux par rapport à l'axe longitudinal
de la partie tronconique 20. Des ressoxts 45 poussent les loquets
43 vers le eentre. La partie frontale, dirigée vers l'axe des
loquets présente, dans un plan méridien passant par ledit axe
longitudinal du dispositif, un contour extérieur en forme de coin
46.
Au repos, les loquets 43, poussés par les ressorts 45,
sortent partiellement des bo3tiers 44, et leur extrémité frontale
se trouve en dépassement à l'intérieur de la surface interne de la
partie tronconique femelle 20, comme il apparatt dans la moitié
gauche de la figure 15 A.
L'opération de traction étant poursuivie, la partie
tronconique mâle 19 pénètre à l'intérieur de la partie tronconique
femelle 20 et vient en contact avec la partie frontale 46 des
loquets 43, au niveau de la portée conique 47 de la partie
tronconique mâle 19 qui est située juste en avant de la partie en
creux 41. La zone concernée de la partie frontale 46 (ligne en
tirets sur la moitié droite de la figure lSA) présente un profil en
came tel que les loquets 43 sont repoussés à 2'intérieur des
bottiers 44 en comprimant les ressorts 45, de façon à dégager. la
surface intérieure de la partie tronconique femelle 20 (ligne an
trait plein sur la moitié drôite de la figure 15A). Lorsque les
parties tronconiques, respectivement mâle et femelle 19 et 20,
arrivent en appui l'une sur l'autre à la fin de 1a première phase
de l'opération de traction, les loquets G3 se trouvent alors en
- 20 -
face de la partie en creux G1 dans laquelle ils pénètrent sous
l'action des ressorts 45, pour se trouver à nouveau en position
sortie comme illustré sur la moitié gauche de la Figure 15A. La
zone active de la partie frontale 46 des loquets 43, qui est la
zone antérieure du côté du sommet des formes coniques 19 et 20,
présente un profil en came tel que les loquets 43, en pénétrant à
1°intérieur de la partie en creux 41, prennent appui sur la portée
conique 42. La pénétration radiale des loquets 43 qui agissent â la
façon de clavettes de serrage, détermine ainsi par effet de coin un
effort de serrage axial permettant un encastrement solide de la
partie tronconique mâle 19 solidaire du raidisseur 16 dans la
partie tronconique femelle 20.
On comprend que, dans ce mode da réalisation, les loquets
43 remplissent, à la fois et successivement, en coopération avec la
partie en creux 41 et la portée conique 42, d'une part la fonction
de retenue provisoire du raidisseur assurée, par exemple, par les
cliquets 21 s'engageant dans la gorge 24 dans le cas de la variante
des figures 5 à 8, ou de 1a variante des figures 9 à 11, et,
d'autre part, la fonction de serrage des organes d'encastrement qui
était réalisée par le collier 26 avec les brides 17 et 18 dans le
cas de la variante des figures 5 à 8, et par les poinçons 28
pénétrant dans la gorge 27 dans 1e cas de la variante des figures 9
à 11.
Le dispasitif est ensuite verrouillé définitivement dans
la position d'encastrement ainsi réalisée. A cette fin, on peut
utiliser divers moyens mécaniques connus permettant, indépendamment
de l'action des ressorts 45, de bloquer de façon lxréversible les
loquets 43 contre la portée conique 42 en regarda Dans le cas
illustré par la figure l5, on utilise des boulons 4$ dirigês selon
le même axe radial des bo3tiers 44 que les loquets 43, et qui sont
poussés en appui contre 1a face postérieure des loquets G3 par
vissage dans des écrous 49 solidaires des bo3tiers 44. Le vissage
des boulons 48 peut être réalisé, par exemple, par un robot
sous-marin télécommandé tel qu'un R0~ (Remote Operated Vehicle). En
variante, le blocage des loquets 43 peut étxe réalisé par des
doigts, similaires aux poinçons de serrage 28 !!lustrés par les
figures 10 et 11, et qui sont poussés sous :!.'effet de la rotation
- 21 -
d'une bague rotative présentant des surfaces en forme de rampes
analogues aux rampes 31 de la bague 30. Alternativement, on peut
utiliser une bague rotative présentant des surfaces en forme de
rampes qui constituent une surface cylindrique ou conique autour de
l'axe longitudinal de la paxtie tronconique 20, et non pas
inscrites dans un plan radial, dans ce cas, Ies rampes peuvent
agir, toujours pax effet de coin, sur une face latérale de 1a
partie arrière des loquets présentant une pente d'angle convenable.
I1 est possible également, de réaliser de tels dispositifs
entièrement télécommandés depuis la surface, par exemple en
utilisant des oxganes de motorisation hydraulique.
Lorsque l'encastrement du dispositif de raccordement est
réalisé, et le verrouillage effectué, iI est possible
d'entreprendre la deuxième phase de l'opération de traction. En
reprenant la traction sur le câble 14, an commence par provoquer la
rupture de la zone 25, ce qui permet de libérer la conduite
flexible 4 par rapport à l'ensemble solidaire du raidisseur S qui
reste définitivement encastré sur le support d'encastrement 15,
l'élément de serrage 39 restant fixé sur la conduite. On peut alors
terminer l'opération de remontée de la conduite flexible jusqu'au
raccordement de l'embout 8 avec l'organe 38, telle qu'une bride, â
bord de la plateforme.
I1 est possible, sans sortir du cadre de l'invention
d'installer le dispositif d'encastrement du raidisseur dans la
partie supérieure de 1a plateforme-support à laquelle est raccordée
Ia conduite flexible, au-dessus du niveau de la mer, et non pas,
comme décrit ci-dessus, en position immergée au voisinage de la
partie basse de la plateforme. Dans ce cas, la longueur du tronçon
terminal de la conduite flexible entre son embout d'extrémité et le
dispositif d'encastrement du raidisseur est relativement réduite,
mais l'embout reste séparé de la zone d'encastrement.
Bien que 1°invention ait été déérite en liaison avec un
mode de réalisation particulier, il est bien entendu êvident
qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter toutes
modifications désirables sans sortir pour autant ni de son cadre na
de son esprit.
