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WO 2009/122098 PCT/FR2009/050453
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Support flottant équipé de touret comprenant des paliers de
roulement hors d'eau.
La présente invention concerne un support flottant ancré sur touret
déconnectable.
Le secteur technique de l'invention est plus particulièrement le
domaine de la production pétrolière sous-marine en zone de conditions
océano-météo extrêmes et plus particulièrement en zone arctique et
antarctique, à partir de supports flottants.
Un support flottant de production pétrolière comporte en général
des moyens d'ancrage pour rester en position malgré les effets des
courants, des vents et de la houle. Il comporte aussi en général des
moyens de forage, de stockage et de traitement du pétrole ainsi que des
moyens de déchargement vers des pétroliers enleveurs, ces derniers se
présentant à intervalle régulier pour effectuer l'enlèvement de la
production. L'appellation usuelle de ces supports flottants ou navires est
le terme anglo-saxon "Floating Production Storage Offloading" (signifiant
"moyen flottant de stockage, de production et de déchargement") dont on
utilisera le terme abrégé "FPSO" dans l'ensemble de la description
suivante, ou encore "FDPU" ou "Floating Drilling & Production Unit"
(signifiant "moyen flottant de forage et de production"), lorsque le
support flottant est aussi utilisé pour effectuer les opérations de forage
avec puits dévié dans la hauteur de la tranche d'eau.
Lorsque les conditions océano-météo, c'est-à-dire la houle, le vent
et le courant sont importants, voire extrêmes, dans le cas de tempêtes,
on préfère ancrer le FPSO au niveau d'un touret, en général situé de
manière connue dans le tiers avant du navire et dans l'axe, le navire
étant libre de tourner autour dudit touret au gré du vent, du courant et
de la houle. Ainsi, vent, courant et houle exercent des efforts spécifiques
sur la coque et les superstructures, le FPSO du fait de son degré de
liberté de rotation autour de l'axe vertical ZZ, venant se mettre
naturellement dans la position de moindre résistance. Les conduites
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assurant la liaison avec les têtes de puits sont connectées en générale en
sous-face du touret et reliées au FPSO par l'intermédiaire d'un joint
tournant intégré dans l'axe dudit touret. Lorsque les conditions météo
peuvent devenir extrêmes, comme en Mer de Nord, dans le Golfe du
Mexique ou dans la zone arctique ou antarctique, le FPSO est en général
déconnectable de manière à pouvoir se mettre à l'abri en attente de
conditions opérationnelles acceptables.
La présente invention concerne plus particulièrement un support
flottant pour la production pétrolière sous marine en zone arctique ou
antarctique équipé en dessous de sa coque d'un touret déconnectable à
partir duquel s'étendent des lignes d'ancrages au fond de la mer et des
conduites de liaison fond-surface, ladite coque comportant dans sa
direction longitudinale des bordés latéraux sensiblement plans et
verticaux, et éventuellement, avec, de façon connue des proues (partie
avant du navire) et, de préférence poupe (partie arrière du navire),
inclinées par rapport à l'horizontale et de préférence profilées pour
former une étrave en pointe renforcée, capable de briser la banquise par
simple flexion lorsque ladite banquise s'engage en force sous ladite
étrave renforcée.
Les supports flottants présentent avantageusement une carène avec
des bordés longitudinaux sensiblement verticaux afin de leur conférer des
capacités de stockage de pétrole optimales, ainsi qu'un meilleur
comportement en cas de forte mer. Mais une coque à bordés verticaux est
particulièrement désavantageuse au regard du comportement face à la
banquise. Ainsi dans US 4,102,288 et US 4,571,125, il est proposé des
supports flottants présentant entre autres moyens des bordés à profils
incurvés ou inclinés pour favoriser le bris de glace comme c'est le cas
pour les profils connus de proue de navire avec étrave inclinée par
rapport à l'horizontale.
Un support flottant de production pétrolière comportant un système
d'amarrage déconnectable de lignes d'ancrage au fond de la mer et de
conduites de liaison fond-surface comporte de façon connue :
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- une bouée d'amarrage desdites lignes et conduites de liaison
fond-surface de préférence ladite bouée étant une bouée annulaire, et
- ladite bouée d'amarrage étant fixée dessous la coque du support
flottant, à un dispositif rotatif comportant une structure en forme de tour
appelé touret , ledit touret étant fixé à la coque au sein d'une cavité
traversant la coque du support flottant sur toute sa hauteur, ledit touret
étant articulé en rotation par rapport à ladite coque par l'intermédiaire
d'au moins un palier de roulement ou de frottement, de préférence un
palier de roulement de manière à autoriser la rotation dudit support
flottant autour d'un axe sensiblement vertical ZZ' dudit touret et de ladite
cavité, sans entraîner la rotation de ladite bouée d'amarrage par rapport
au même axe vertical ZZ', et
- lesdites conduites de liaison fond-surface remontant au sein de la
cavité jusqu'à un raccord d'une pluralité de dites conduites, ledit raccord
étant solidaire du support flottant au niveau du pont du support flottant,
ledit raccord étant articulé en rotation de manière à autoriser la rotation
dudit support flottant sans entraîner la rotation dudit raccord dénommé
raccord à joint tournant.
Dans la technique antérieure décrite ci-dessus, le palier de
roulement est, soit localisé au niveau du pont du support flottant, soit
localisé en partie inférieure en zone mouillée, c'est-à-dire que le palier
est immergé, soit encore en combinaison des deux configurations
précédentes.
Les modes de réalisation dans lesquels le palier de roulement est
localisé exclusivement au niveau du pont ne sont valables que pour les
supports flottants de relativement faible hauteur, notamment inférieure à
15 m. Au-delà, pour les supports flottants notamment de 20 à 25 m de
hauteur, l'effort horizontal sur le touret résultant de la rotation du
support flottant crée une flexion sur la structure du touret dans sa
longueur, laquelle sollicite la résistance mécanique du palier supérieur de
roulement et donc en affecte la fiabilité mécanique de fonctionnement.
D'autre part, lorsque le palier de roulement est immergé dans la partie
inférieure du touret, cette immersion affecte la fiabilité de
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fonctionnement et la durabilité dudit palier de roulement et de surcroît
crée des difficultés de réalisation des opérations de maintenance. En
effet, les interventions sur site nécessitent l'emploi de plongeurs et de
moyens techniques considérables, et l'on est en général conduit à
effectuer ces opérations en zone protégée, tel un fjord, ou de préférence
cale sèche, après déconnexion du FPSO. Ainsi, lorsque le FPSO est
destiné à rester en position pendant plusieurs décennies sans
déconnexion programmée pour maintenance en cale sèche ou en site
protégé, ce type de touret n'est pas adapté.
On connaît des supports du type défini ci-dessus dans GB 2291389,
EP 259072 et US 4604961.
Le but de la présente invention est de fournir un nouveau type de
support flottant défini ci-dessus avec système d'amarrage déconnectable
comprenant un touret rotatif amélioré, plus particulièrement dont la
fiabilité et la maintenance des paliers de roulement mis en oeuvre pour
rendre le touret rotatif par rapport au support flottant soit amélioré,
notamment plus simple et moins coûteuse à réaliser et à mettre en
oeuvre.
Pour ce faire, la présente invention fournit un support flottant de
production pétrolière comportant un système d'amarrage déconnectable
de lignes d'ancrage au fond de la mer et de conduites de liaison fond-
surface comportant :
- une bouée d'amarrage desdites lignes d'ancrage et des premières
conduites de liaison fond-surface s'étendant depuis ladite bouée où elles
sont amarrées jusqu'au fond de la mer de préférence ladite bouée étant
une bouée annulaire, et
- un touret s'étendant au sein d'une cavité traversant la coque du
support flottant sur toute sa hauteur, ladite bouée d'amarrage étant fixée
dessous la coque du support flottant audit touret, ledit touret coopérant
avec la coque au sein de ladite cavité traversant la coque du support
flottant sur toute sa hauteur, ledit touret étant articulé en rotation par
rapport à ladite coque par l'intermédiaire d'au moins un palier de
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roulement ou de frottement, de préférence un palier de roulement de
manière à autoriser la rotation dudit support flottant autour d'un axe
sensiblement vertical ZZ' dudit touret et de ladite cavité, sans entraîner
la rotation de ladite bouée d'amarrage par rapport au même axe vertical
5 ZZ', et
- des secondes conduites de liaison entre l'extrémité supérieure
desdites premières conduites de liaison fond-surface et le pont du
support flottant, remontant au sein de la cavité jusqu'à un raccord d'une
pluralité de dites secondes conduites, ledit raccord du type raccord à
joint tournant étant solidaire du support flottant au niveau du pont du
support flottant, ledit raccord étant articulé en rotation de manière à
autoriser la rotation dudit support flottant sans entraîner la rotation dudit
raccord.
Selon la présente invention, ledit touret comprend:
- une structure externe tubulaire étanche selon le même axe
vertical ZZ', de préférence à section circulaire, comportant une paroi
assemblée de manière étanche à l'extrémité inférieure de ladite structure
tubulaire étanche,
- ladite structure externe tubulaire contenant une structure interne,
de préférence une structure interne tubulaire à section circulaire coaxiale
à ladite structure externe tubulaire, solidaire de la coque au niveau de
son extrémité supérieure,
- ladite paroi de fond de la structure externe étanche étant
traversée de manière étanche par une pluralité de dites conduites
traversant et supportée par ladite structure interne,
- ladite structure externe étanche n'étant pas supportée par ladite
coque ni fixée à ladite coque et, de par ses dimensions, flottant
naturellement dans la cavité immergée dudit support flottant,
- lesdites structure interne et structure tubulaire externe coopérant
avec au moins un palier inférieur de roulement ou de frottement, de
préférence un palier de roulement autorisant la rotation de ladite
structure interne, ladite structure externe n'étant pas entraînée en
rotation lorsque ledit support flottant est entraîné en rotation autour
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dudit axe vertical de la cavité et de ladite structure externe tubulaire
étanche ZZ', et
- ledit palier inférieur de roulement ou de frottement étant situé en
dessous de la surface de l'eau mais à l'intérieur de ladite structure
externe étanche.
Cette disposition du système d'amarrage et du palier de roulement
ou de frottement selon la présente invention est particulièrement
avantageuse par rapport à la technique antérieure, car ledit palier de
roulement étant au sec, et accessible depuis l'intérieur des structure
interne et/ou structure externe sans avoir à travailler en condition
immergée, aussi bien pour le personnel d'intervention que pour le
matériel. Des moyens de roulement, par exemple, peuvent donc être ainsi
facilement entretenus, notamment graissés régulièrement, ce qui réduit
radicalement les frottements et facilite la rotation du FPSO sur son
touret. De plus, les éléments de roulement peuvent être facilement
changés dans toutes conditions, notamment en cas de tempête et non pas
seulement en temps calme.
Dans un mode préféré de réalisation, ledit support flottant
comprend au moins un palier inférieur de roulement dit de supportage
intercalé entre la paroi de fond de ladite structure externe tubulaire
étanche et l'extrémité inférieure de ladite structure interne.
On comprend que ledit palier de roulement est situé dessus ledit
fond du touret et au-dessous de ladite structure interne.
On comprend que lorsque ladite structure interne est constituée
d'une structure tubulaire à section circulaire au niveau de son extrémité
inférieure, ledit palier est intercalé entre ledit fond de la structure
externe et la tranche circulaire de l'extrémité inférieure à section
circulaire de ladite structure interne.
De préférence encore, ledit support flottant comporte
- au moins un palier inférieur latéral de roulement dit de guidage,
intercalé entre le surface interne latérale de ladite structure tubulaire
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externe et la surface externe latérale de ladite structure interne, ledit
palier inférieur de guidage latéral étant situé dessous le niveau de la
surface de l'eau et plus proche dudit fond de ladite structure externe
tubulaire que de l'extrémité supérieure de ladite structure externe
tubulaire, de préférence à proximité dudit fond et
- au moins un palier supérieur latéral de roulement dit de guidage,
intercalé entre la surface interne latérale de la structure tubulaire
externe et la surface externe de ladite structure interne, ledit palier étant
situé plus proche de l'extrémité supérieure de ladite structure externe
tubulaire que du fond de ladite structure externe tubulaire, de préférence
à proximité de l'extrémité supérieure de la structure interne.
Dans un mode de réalisation particulier, le(s)dit(s) palier(s) de
roulement est(sont) constitué(s) par des rouleaux ou des roulettes.
On comprend que lesdits rouleaux ou roulettes sont disposés avec
leurs axes de rotation en position sensiblement verticale intercalés entre
lesdites structure interne et structure externe dans le cas desdits paliers
inférieur et supérieur latéraux de guidage ; et, dans le cas dudit palier
inférieur de supportage, lesdits rouleaux ou roulettes sont disposés avec
leur axe de rotation en position sensiblement horizontale.
Plus particulièrement, lesdits rouleaux ou roulettes de guidage sont
disposés circulairement autour de ladite structure interne, de préférence
régulièrement espacés dans l'espace annulaire et lesdites structure
interne et structure externe, circulairement, de préférence régulièrement
espacés sur ledit fond de la structure externe disposés en cercle.
Avantageusement, lesdites structure externe tubulaire et structure
interne comportent des moyens de butée ou respectivement moyens de
retenue empêchant ladite structure externe de couler en cas
d'envahissement accidentel d'eau de mer à l'intérieur de la structure
externe tubulaire par perte d'étanchéité, lesdits moyens de butée et de
retenue permettant la retenue de la structure externe par ladite structure
interne.
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On comprend en effet que ladite structure interne étant retenue
solidaire de la coque en appui sur celle-ci à son extrémité supérieure,
ledit moyen de retenue empêche ladite structure externe de tomber
dessous ledit support flottant.
Dans un mode de réalisation particulier, ladite structure interne
comporte à son extrémité supérieure une platine périphérique supérieure
par l'intermédiaire de laquelle ladite structure interne est rendue solidaire
de la coque dudit support flottant, de préférence ladite platine supérieure
étant en appui au niveau d'un redan à l'extrémité supérieure de ladite
cavité, de préférence encore de manière à ce que ladite platine
supérieure ne dépasse pas en hauteur le niveau du pont du support
flottant.
Plus particulièrement encore, ladite platine supérieure est en appui
au niveau d'un redan à l'extrémité supérieure de ladite cavité, de
préférence de manière à ce que la platine supérieure ne dépasse pas en
hauteur le niveau du pont du support flottant.
Avantageusement, ladite structure interne renferme une structure
porteuse, de préférence en forme de fût central, de préférence à section
circulaire, reposant sur ladite paroi de fond de ladite structure externe,
étant tubulaire et s'étendant jusqu'au niveau du pont du support flottant,
ladite structure porteuse maintenant en position supportant lesdites
secondes conduites traversant la structure interne, et ledit raccord à joint
tournant reposant par-dessus ladite structure porteuse au niveau du pont
du support flottant.
Dans un mode particulier et avantageux de réalisation de
l'invention, ladite bouée comprend une paroi tubulaire supérieure, de
préférence à section circulaire, délimitant une chambre dite chambre des
vannes lorsque le bord supérieur de la paroi supérieure tubulaire de la
bouée est appliqué contre la paroi de fond du touret, ladite chambre des
vannes renfermant les extrémités supérieures desdites premières
conduites traversant la paroi de fond de ladite chambre des vannes, les
extrémités supérieures desdites premières conduites étant équipées de
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vannes et/ou de partie mâle ou femelle de connecteur automatique,
supportées par ladite paroi de fond de la chambre des vannes, et ladite
bouée comportant en partie inférieure un caisson annulaire constituant un
flotteur en sous face de la paroi de fond de la chambre des vannes.
D'autres aspects du problème ainsi que d'autres caractéristiques et
avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lumière de la
description détaillée qui va suivre, faite de manière illustrative et non
limitative, en référence aux dessins sur lesquels :
- la figure 1 représente en coupe et en vue de côté un FPSO ancré
sur touret au sein d'une banquise,
- la figure 2 représente en coupe selon le plan AA de la figure 1 la
section du FPSO et du touret selon l'invention, sans
représentation de ladite bouée d'amarrage (1) ni du raccord à
joint tournant (3) au niveau du pont de la coque,
- la figure 2A représente la vue en coupe du touret soumis à la
poussée d'Archimède,
- la figure 2B représente une vue en coupe selon BB de la figure
2A au niveau d'un palier de roulement inférieur,
- la figure 2C représente la vue en coupe du FPSO au niveau de la
cavité recevant le touret,
- la figure 2D représente une vue schématique en coupe d'un
touret selon la technique antérieure,
- la figure 3A représente en coupe selon le plan AA de la figure 1
la section du FPSO, du touret selon l'invention, avec le système
d'amarrage comprenant le touret selon l'invention, la bouée
d'amarrage supportant les lignes d'ancrage ainsi que les
conduites flexibles, ladite bouée étant connectée à l'embase du
touret, et avec le raccord à joint tournant (3) au niveau du pont
du support flottant,
- la figure 3B illustre le largage de la bouée d'amarrage en vue de
mettre le FPSO à l'abri.
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Sur la figure 1 on a représenté en coupe et en vue de côté, un
navire ou support flottant de type FPSO 10 ancré sur un touret système
d'amarrage déconnectable 1,2,3 ancré par des lignes d'ancre 13 et relié à
des têtes de puits sous-marines, non représentées, par des conduites
5 flexibles 14 en configuration de chaînette plongeante 14a jusqu'à un
flotteur 15 en subsurface supportant ledit flexible, ledit flotteur étant
maintenu par un câble 15a relié à un corps mort 15b au fond de la mer,
puis la dite conduite flexible 14a se prolonge en configuration de
chaînette 14b jusqu'au fond de la mer 40, puis jusqu'aux dites têtes de
10 puits. Le FPSO se trouve dans des eaux froides dans lesquelles peuvent
se déplacer des icebergs ou une banquise 31 de grande surface et de
forte épaisseur flottant à la surface de la mer 32. Dans certaines
situations extrêmes, telles des tempêtes ou dans le cas de banquise de
forte épaisseur que la proue du navire en forme de brise-glace n'est pas
capable de casser lors de sa progression, il est alors nécessaire de
déconnecter le FPSO pour le mettre à l'abri en attendant un retour à une
situation normale. A cet effet, la partie inférieure 1 du système
d'amarrage, appelée communément spider buoy , c'est-à-dire bouée
araignée , est en fait une bouée annulaire d'amarrage 1 qui peut être
déconnectée, de manière connue de l'homme de l'art, en général au
niveau du fond du FPSO, ce qui permet de libérer ledit FPSO pour qu'il
puisse se mettre à l'abri. Plus particulièrement, la bouée d'amarrage 1 et
les premières conduites 14 immergées sont reliées à ladite paroi de fond
2c du touret en sous-face de la paroi de fond 2c par des connecteurs
automatiques 7. La flottabilité interne de la bouée annulaire d'amarrage 1
étant ajustée de telle manière que ladite bouée se stabilise à une
profondeur H au dessus du fond de la mer, correspondant par exemple à
une distance de 100m par rapport à la surface de la mer 32, mettant ainsi
l'ensemble des lignes d'ancrage et des flexibles à l'abri, comme
représenté sur la même figure 1.
Sur les figures 3A et 3B, on a représente l'ensemble du système
d'amarrage déconnectable 1, 2, 3 selon la présente invention comportant
une bouée d'annulaire d'amarrage 1,
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- ladite bouée d'amarrage étant fixée en-dessous la coque du
support flottant, en sous-face de la paroi de fond 2c du touret 2, ledit
touret s'étendant sur toute la hauteur d'une cavité 4 traversant la coque
du support flottant sur toute sa hauteur,
- ledit touret 2 étant articulé en rotation par rapport à ladite coque
par l'intermédiaire de 3 paliers de roulement 51, 52, 53 explicités ci-après,
permettant la rotation dudit support flottant autour d'un axe vertical ZZ'
dudit touret et de ladite cavité sans entraîner la rotation de ladite bouée
d'amarrage, et
- ladite bouée d'amarrage permettant la connexion des extrémités
supérieures immergées des premières conduites de liaison fond-surface
14 avec les extrémités inférieures des secondes conduites 14c remontant
au sein de la cavité 4 jusqu'à un raccord à joint tournant 3 reposant au
niveau du pont 101 de la coque à l'extrémité supérieure d'un fût central
d'une structure porteuse 6 supportant les sections de conduites 14
assurant la liaison entre la paroi de fond 2c du touret et le raccord à joint
tournant 3.
Les secondes conduites 14c traversent la paroi de fond 2c du touret
à partir d'une partie femelle 7b de connecteur automatique en sous-face
de la paroi de fond 2c à l'extrémité inférieure des secondes conduites.
Ces parties femelles 7b de connecteur automatique coopèrent avec des
parties mâles 7a de connecteur automatique à l'extrémité supérieure des
premières conduites 14 supportées et amarrées à ladite bouée 1,
permettant ainsi la liaison des première et seconde conduites.
La partie supérieure de la bouée d'amarrage 1 est constituée par
une paroi tubulaire supérieure la, de préférence à section circulaire,
délimitant une chambre 30 renfermant les extrémités supérieures des
premières conduites 14 traversant le fond 30a de la chambre 30, lesdites
extrémités supérieures des premières conduites 14 et extrémités
inférieures des secondes conduites 14c étant équipées de vannes 8a et
respectivement 8b et partie mâle 7a et partie femelle 7b de connecteurs
automatiques 7. Un joint torique est appliqué sur le bord supérieur lb
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constituant la tranche de la paroi tubulaire supérieure la de la bouée
d'amarrage 1.
Les vannes 8a et parties mâles 7a de connecteurs automatiques 7 à
l'extrémité supérieure des premières conduites 14 sont supportées par le
fond 30a de la chambre des vanne 30.
Les vannes 8b et parties femelles 7b de connecteurs automatiques
7 à l'extrémité inférieure des secondes conduites 14c sont supportées par
la paroi de fond 2c du touret.
La bouée d'amarrage 1 comporte une partie inférieure le formant
un caisson annulaire constituant un flotteur en sous-face de la paroi de
fond 30a de la chambre des vannes 30.
De façon connue, le raccord à joint tournant 3 est articulé
librement en rotation, de manière à autoriser la rotation dudit support
flottant sans entraîner la rotation dudit raccord et des conduites qui lui
sont raccordées au niveau du support flottant.
Sur la figure 2 on a représenté en coupe et en vue de côté la
section transversale du FPSO selon le plan AA de la figure 1. Le touret 2
est installé dans une cavité 4, de préférence circulaire, traversant
verticalement le FPSO 10 sur toute sa hauteur, depuis le pont 101
jusqu'au fond de sa coque. La partie supérieure de la cavité 4 présente
un redan 10a à la partie supérieure 2a1 du touret. L'eau de mer est
présente à l'intérieur de ladite cavité 4 du FPSO et le touret flotte
naturellement dans ladite cavité car la poussée d'Archimède s'exerce sur
une structure externe 2b du touret 2.
Pour la clarté des figures, on a représenté des paliers de guidage
et de supportage constitués de rouleaux en contact, d'un côté avec la
structure externe 2b, et de l'autre avec la structure interne 2a, mais on
utilisera avantageusement des dispositifs à roulettes tournant autour d'un
axe, lesdites roulettes étant en contact direct avec l'une des structure,
par exemple la structure externe 2b, le support de l'axe de ladite roulette
étant solidaire de la structure opposée, donc de la structure interne 2a.
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Sur la figure 2A on a représenté en coupe et en vue de côté le
fonctionnement du touret soumis à la poussée d'Archimède, et pour plus
de clarté dans les explications, la coque du FPSO a été supprimée. Le
touret 2 est constitué :
- d'une structure interne 2a solidaire du FPSO, comprenant à son
extrémité supérieure une platine périphérique 2a1 coopérant en appui
et de manière solidaire avec le FPSO, notamment par soudage et/ou
vissage, de préférence au niveau du pont dudit FPSO, plus
particulièrement au niveau d'un redan 10a dudit FPSO. La structure
interne 2a étant une structure tubulaire, de préférence sensiblement
circulaire, s'étendant sensiblement sur toute la hauteur du touret, et
- d'une structure externe tubulaire étanche 2b, de préférence
sensiblement circulaire, coaxiale à la structure interne tubulaire 2a et
comportant un fond 2c assemblé de manière étanche à ladite
structure externe 2b, ledit fond étant traversé de manière étanche
par une pluralité de conduites 14.
Sur les figures on a représenté pour plus de clarté, une seule
conduite 14 traversant le fond 2c.
La structure interne peut être une structure ajourée constituée d'un
assemblage de poutrelles. Le système d'amarrage au niveau du touret
comporte 3 paliers de roulement, à savoir :
- un palier supérieur de guidage latéral 53, et
- un palier inférieur de guidage latéral 52, et
- un palier inférieur de supportage 51.
Lesdits paliers 51, 52, 53 sont des paliers de frottement ou de
roulement, de préférence des paliers de roulement. Il peut s'agir plus
particulièrement de rouleaux intercalés entre la structure interne 2a et la
structure externe 2b, et éventuellement supportés par la face interne de
la structure externe 2b ou la face externe de la structure interne 2a.
On comprend qu'au niveau desdits paliers au moins, ladite structure
interne et ladite structure externe présentent une section circulaire.
Lesdits paliers supérieur et inférieur de guidage latéral 52, 53 sont
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disposés dans l'espace annulaire entre les surfaces latérales externe et
interne desdites structure interne et respectivement structure externe, de
préférence régulièrement espacées autour de la périphérie et disposés
circulairement. Les rouleaux des paliers inférieur et supérieur de guidage
latéral 52 et 53 sont plus particulièrement disposés horizontalement. Dans
le cas du palier inférieur de supportage 51 lesdits rouleaux sont disposés
verticalement. Ils sont avantageusement supportés par la tranche de la
structure interne à son extrémité inférieure.
La structure externe 2b étant étanche, la poussée d'Archimède
s'exerce sur l'intégralité du volume d'eau déplacé, ladite structure
externe a alors tendance à remonter vers la surface, mais elle vient alors
en contact au niveau du fond 2c avec l'extrémité inférieure de la
structure interne tubulaire 2a, par l'intermédiaire d'un palier de
supportage 51.
A titre d'exemple, pour installer un grand nombre de conduites, de
gaz, de produits bruts, d'ombilicaux hydrauliques et de câbles électriques,
par exemple 36 ou 48 conduites 14, avec tous leurs éléments de sécurité
et de contrôle, tel que représenté sur la figure 5, le diamètre extérieur de
ladite structure externe 2b peut dépasser 25m, plus particulièrement de
10 à 20m et sa hauteur mouillée est en général supérieure à 20m, peut
atteindre 25m, voire plus dans le cas où la coque du support flottant
s'étend sur une hauteur de 50m comme dans certains cas. Pour une
hauteur de 20 à 25m et un diamètre de 10 à 20m de la structure externe,
ceci représente une poussée d'Archimède verticale F de l'ordre de 8.000 à
12.000 tonnes. Cette force verticale considérable, dirigée vers le haut
est transmise à la structure interne 2a par l'intermédiaire du palier
inférieur de supportage 51, puis à la coque du FPSO par l'intermédiaire de
la platine périphérique 2a1 solidaire dudit FPSO au niveau du redan la.
Les structures tubulaire interne et tubulaire externe, ont un axe de
rotation commun ZZ sensiblement vertical, grâce aux paliers de guidage
latéraux 52, 53 ce qui permet au FPSO de tourner librement autour du
même axe ZZ, alors que la bouée annulaire d'amarrage 1 solidaire de la
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structure externe 2b présente une orientation selon ledit axe ZZ
sensiblement fixe par rapport au fond marin.
Les paliers de guidage latéral supérieur 53 et inférieur 52
permettent alors une rotation du FPSO autour de l'axe ZZ sensiblement
5 vertical avec un minimum de frottements et d'usure lorsque le FPSO est
soumis à des efforts horizontaux dus à la banquise, la houle, le vent ou
encore le courant.
Cette disposition est avantageuse par rapport à l'art antérieur, car
les moyens de guidage du touret en partie inférieure du FPSO ne sont pas
10 en contact avec l'eau de mer, mais sont au sec et sont donc accessibles
depuis l'intérieur de la structure. Les pistes de roulement peuvent ainsi
être entretenues et graissées régulièrement, ce qui réduit radicalement
les frottements et facilite la rotation du FPSO sur son touret. De plus, les
éléments unitaires de roulement peuvent être facilement changés à
15 n'importe quel moment. On effectuera bien sûr, de préférence, ces
opérations de maintenance par temps calme, en ayant cependant pris le
soin bloquer provisoirement la rotation du touret par des moyens non
représentés.
La poussée d'Archimède maintient ainsi naturellement en position
les deux structures interne 2a et externe 2b du touret 2, mais un
dispositif de sécurité est avantageusement ajouté de manière à éviter la
chute vers le bas de la structure externe 2c, en cas, par exemple,
d'envahissement du touret par l'eau suite à une rupture de vanne ou à
une fuite dans la structure étanche de ladite structure externe 2b. A cet
effet, une série de butées et loquets 2d1-2d2 disposés de manière
circulaire entre ladite structure externe et ladite structure interne
empêche ladite structure externe de tomber vers le bas en cas
d'envahissement. Par exemple, une butée 2d1 est fixe sur la structure de
la partie externe 2b, alors que le loquet 2d2 est mobile en translation
horizontale et disposé au sein de la structure interne 2a en dessous de la
butée correspondante 2d1. Ledit loquet 2d2 est représenté en position
rétractée sur la partie gauche de la figure 2A, et en position déployée de
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retenue de la butée 2d1 sur la partie droite de la figure 2A lorsque la
structure externe 2b a tendance à couler. Un loquet similaire est
avantageusement utilisé pour bloquer la rotation du touret lors des
opérations de maintenance.
Lorsque le navire est fortement sollicité, soit par la banquise, soit
par la houle, le vent ou le courant son système d'ancrage lié à bouée
annulaire d'amarrage 1 le maintient en position. Étant donné les
dimensions importantes du FPSO, les efforts de réaction de l'ancrage
créent des variations de la tension horizontale H considérables, pouvant
atteindre 5000 à 7500 tonnes dans le cas d'une banquise progressant
perpendiculairement au bordé du FPSO, et de 1500 à 3000 tonnes en
conditions extrêmes de houle, de vent et de courant. Ces efforts
horizontaux sont transmis par la bouée annulaire d'amarrage.
Sur les figures 3A et 3B, on a représenté une structure porteuse en
forme de fût central à section circulaire 6 reposant sur le fond 2c de la
structure externe 2b du touret et servant à la fois pour supporter les
conduites 14 traversant la cavité 4 pour rejoindre le raccord à joint
tournant 3, et supportant le raccord à joint tournant 3 lui-même à son
sommet, sensiblement au niveau du pont du support flottant 10.
L'invention a été décrite avec un palier de supportage 51 situé
entre le bas de la structure interne 2a et le fond de la structure externe
étanche 2c, mais selon une variante de l'invention, ledit palier de
supportage est situé au niveau du sommet de la structure extérieure
étanche 2b, entre cette dernière et la structure interne, au niveau de la
sous-face de la platine périphérique 2a1.
