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Etre
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Physical
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50 %
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700 m
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2521684A1
Family ID 1905087
Probable Assignee Mobil Oil Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE DE MISE EN PLACE D'UNE CONDUITE D'ECOULEMENT
AU-DESSOUS DE LA SURFACE D'UNE MASSE D'water
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE MISE EN PLACE D'UN FAISCEAU DE
CONDUITES D'ECOULEMENT AU-DESSOUS DE LA SURFACE D'UNE MASSE D'water.
SELON LE PROCEDE, ON FIXE AU FOND DE L'water DES STRUCTURES DE BASE
28, 34 POUR CONDUITE D'ECOULEMENT SEPAREES L'UNE DE L'AUTRE ET ON
REMORQUE UN FAISCEAU 10 DE CONDUITES D'ECOULEMENT JUSQU'AU-DESSUS
DESDITES STRUCTURES. ON RELIE ALORS RESPECTIVEMENT UNE PREMIERE
EXTREMITE 16 ET UNE DEUXIEME EXTREMITE 18 DU FAISCEAU 10 A UN PREMIER
CABLE 24 ET A UN DEUXIEME CABLE 30. ON FAIT PASSER RESPECTIVEMENT LE
PREMIER ET LE DEUXIEME CABLE PAR L'UNE ET L'AUTRE DES STRUCTURES DE
BASE POUR CONDUITE D'ECOULEMENT. PUIS ON FAIT SIMULTANEMENT DESCENDRE
LES EXTREMITES DU FAISCEAU 10 POUR LES RACCORDER ENSUITE AUX
STRUCTURES DE BASE.
Description
_________________________________________________________________
252 1684
La presente invention concerne un procede de mise
en place d'une conduite d'ecoulement, notamment un oleoduc, au-
dessous d'une masse de la surface d'water.
Les puits de petrole sous-marins sont devenus de plus en plus courants
au fur et a mesure de l'epuisement des reserves ter- restres de
petrole Lorsqu'un puits de petrole sous-marin a ete fore, le probleme
qui se pose est de transporter le petrole du puits en un
emplacement o il puisse etre charge sur un petrolier et amene jus-
qu'a une raffinerie Generalement, le systeme de transport comporte
plusieurs canalisationsou conduites d'ecoulement, qui sont chacune
raccordees a un puits et qui sont regroupees en faisceau et posees sur
le fond de l'ocean Les conduites d'ecoulement constituent donc une
composante importante, et specialement couteuse, de tout projet
general de conditionnement de puits sous-marins Historiquement, les
couts des conduites d'ecoulement ont depasse 50 % des estimations
budgetaires totales dans les conditionnements de puits sous-marins.
Un procede connu pour mettre en place un faisceau de conduites
d'ecoulement consiste a initialement assembler sur
terre, puis remorquer le faisceau jusqu'a l'endroit o il sera uti-
lise On fait ensuite descendre une extremite du faisceau jusqu'au
point o il doit etre raccorde, apres quoi on abaisse la deuxieme
extremite jusqu'au fond de l'ocean et on la tralne jusqu'au point o
elle doit etre raccordee Pendant tout ce processus, le faisceau est
soumis a d'importantes forces qui peuvent provoquer une flexion
et un ecrasement du faisceau de canalisations Aucun des deux pro-
cedes existants de pose d'oleoduc, a savoir le ponton dit Lay
classique et le ponton dit Reel plus sophistique, ne sont en
mesure de permettre la pose en water profondes d'une conduite d'ecou-
lement dont la longueur est inferieure a la profondeur d'water.
Les problemes que l'on rencontre dans la pose d'oleo-
ducs deviennent de plus en plus aigus au fur et a mesure que les
forages d'exploration au large des cotes atteignent des water plus
profondes Ainsi, lorsque l'on fait appel a des techniques de pose de
tuyaux classiques, il est entendu que les forces de traction
s'exercant lors de la pose des tuyaux et commandant les efforts de
flexion et d'ecrasement dependent de la profondeur de l'water et
fixent donc certaines limites pratiques finies a la profondeur De
plus, en water profondes, les raccordements de la deuxieme extremite
sont, en l'absence de plongeurs, extremement complexes.
L'invention propose un procede permettant d'installer une conduite
d'ecoulement ou un faisceau de conduites d'ecoulement
d'une longueur pouvant atteindre 3 700 m environ pour des profon-
deurs d'water depassant 300 m environ Un faisceau de conduites d'ecou-
lement se definit par deux conduites d'ecoulement, ou plus, montees
dans un support commun, et comportant des parties terminales a
plusieurs trous d'une seule piece.
L'invention se rapporte a un procede permettant de mettre en place une
conduite d'ecoulement au-dessous de la surface d'une masse d'water,
comprenant les operations suivantes:
(a) fixer une premiere et une deuxieme structure de base pour con-
duite d'ecoulement en des emplacements separes au-dessous de ladite
surface; (b) remorquer ladite conduite d'lecoulement jusqu'auxdites
structures de base; (c) raccorder une premiere extremite et une
deuxieme extremite de ladite conduite d'ecoulement a ladite premiere
et a ladite
deuxieme structure de base pour conduite d'ecoulement, cha-
cune par l'intermediaire d'un cable; (d) tirer simultanement lesdits
cables par l'intermediaire desdites
premiere et deuxieme structures de base pour conduite d'ecou-
lement de facon a entrainer respectivement lesdites premiere et
deuxieme extremites jusqu'auxdites premiere et deuxieme struc-
tures de base pour conduite d'ecoulement; et (e) raccorder
respectivement ladite premiere extremite et ladite deuxieme extremite
a ladite premiere structure de base pour conduite d'ecoulement et a
ladite deuxieme structure de base
pour conduite d'ecoulement.
La description suivante, concue a titre d'illustra-
tion de l'invention, vise a donner une meilleure comprehension de ses
caracteristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexes,
parmi lesquels la figure 1 est une representation simplifiee d'une
etape de la mise en place d'un faisceau de conduites d'ecoulement; et
les figures 2 A, 2 B et 2 C sont des schemas vecto-
riels des forces mises en jeu dans le procede presente sur la figure
1.
On se reporte maintenant a la figure 1, sur laquelle on peut voir un
faisceau de conduites d'ecoulement souples 10 posse-
dant des bouees 12 auxquelles sont associes des indicateurs de pro-
fondeur 14 Les extremites 16 et 18 du faisceau de conduitesd'ecou-
lement 10 se terminent respectivement par des structures coniques et
22 La structure conique 20 est fixee de facon permanente a un cible de
traction 24 qui passe de la poupe a la proue d'un navire 26 et se
prolonge comme section 27 de cible de descente jusqu'a la
structure de base pour conduite d'ecoulement 28 et jusqu'a la struc-
ture conique 20 comme section 29 de cable de descente De la meme
facon, la structure conique 22 est fixee de maniere permanente a un
cible de traction 30 qui passe de la poupe a la proue d'un navire 32
et se prolonge comme section 33 de cible de descente jusqu'a la
structure de base 34 pour conduite d'ecoulement et jusqu'a la struc-
ture conique 27 comme section 35 de cible de descente Les structures
de base 28 et 34 pour conduite d'ecoulement sont montees de maniere
permanente sur le fond marin 36, bien qu'il puisse etre egalement
envisage de faire appel a un montage deplacable pour les structures
de base 28 et 34 de conduite d'ecoulement dans la mesure o celles-
ci sont stables et en mesure de supporter l'effort exerce par la
poussee d'Archimede du faisceau 10 de conduites d'ecoulement.
Les structures de base 28 et 34 pour conduite d'ecou-
lement possedent respectivement des raccords coniques 38 et 40, les-
quelles sont destinees a recevoir respectivement les structures
coniques 20 et 22.
Les structures de base 28 et 34 pour conduite d'ecoulement sont des
bases structurelles sous-marines passives qui sont fixees par pilotis
sur le fond de la mer Les structures de base 28 et 34 pour conduite
d'ecoulement sont concues pour supporter des forces de traction et
d'alignement pendant la descente et le
raccordement du faisceau 10 de conduites d'ecoulement Les struc-
tures receptrices coniques 38 et 40 constituent le cone d'introduc-
tion des structures coniques 20 et 22 raccordees aux deux extremites
16 et 18 du faisceau 10 de conduites d'ecoulement Les structures
receptrices coniques 38 et 40 peuvent comporter des taquets a ressort
(non representesl destines a s'engager dans des encoches (non
representees) des structures coniques 20 et 22 afin de realiser une
liaison mecanique positive entre les structures de base 28 et 34
et le faisceau 10 de conduites d'ecoulement.
Il peut etre utilise un dispositif (non represente) de raccordement de
conduite d'ecoulement possedant deux courts montants de guidage
verticaux, un de chaque cote, pour positionner
respectivement les ensembles de raccordement comprenant les struc-
tures coniques 20 et 22 et les recepteurs coniques 38 et 40.
On se reporte maintenant aux figures 2 A, 2 B et 2 C,
o des schemas vectoriels representent les forces reelles et ima-
ginaires exercees sur le faisceau 10 de conduites d'ecoulement avant
le processus de descente TT est la force de traction et TD est la
force de descente TR represente la force de traction catenaire
resultante qui est appliquee a chacune des extremites 16 et 18 du
faisceau 10 de conduitesd'ecoulement FB est la force de poussee
d'Archimede exercee a la fois par le faisceau 10 de conduites
d'ecoulement et les bouees 12 Pour simplifier, on a represente la
force de poussee du faisceau de conduites d'ecoulement en plusieurs
points, alors que, en pratique, elle est uniformement repartie sur
toute la longueur du faisceau 10 de conduites d'ecoulement.
En ajustant la traction exercee sur chacun des faisceaux et en
controlant la configuration du faisceau, on connait
les contraintes subies par le tube et on les maintient sous com-
mande a tout instant Il faut que TT et TD soient ajustes avec pre-
cision pour donner la resultante T necessaire pour maintenir dans des
limites raisonnables les efforts de flexion exerces sur le tube de
support Les modifications graduelles d'amplitude et de direction de la
force (TR) de traction catenaire resultante font passer le faisceau 10
de conduites d'ecoulement de la configuration rectiligne qu'il possede
a la surface, comme cela est illustre sur la figure 2 A, jusqu'a la
forme catenaire completement inversee, qui est illustree sur la figure
2 C. Sur la figure 2 A, TR est egal a TT et l'angle e forme entre les
vecteurs T et TT est egal a zero, puisque, dans sa position initiale,
le faisceau 10 de conduites d'ecoulement flotte et aucune force n'est
exercee sur les sections 29 et 35 de cable de descente Ceci entraine
que TD est egal a zero ' Lorsque
les forces s'exercant sur les sections 29 et 35 de cable de des-
cente augmentent, TD augmente et l'angle e, qui est l'angle exis-
tant entre TT et TR, augmente, tandis que l'angle f, qui est l'angle
entre TD et T, diminue La variation se poursuit jusqu'a ce que l'angle
If soit egal a zero et que TR devienne egal a TD pour la valeur
maximale de l'angle e, pour laquelle le faisceau 10 de conduites
d'ecoulement prend la forme catenaire inversee qui est illustree sur
la figure 2 C. Les forces de traction et de descente exercees sur le
faisceau de conduites d'ecoulement qui sont necessaires pour realiser
cette transformation ne sont fonction que de la poussee d'Archimede et
de la raideur du faisceau de conduites d'ecoulement et ne dependent
donc pas de la profondeur de l'water Pendant la marche des operations,
les raccords transmettent aux structures de base 28 et 34 pour
conduite d'ecoulement les forces traversant les conduites d'ecoulement
(voir figures 2 A, 2 B et 2 C) pendant le raccordement final des
extremites 16 et 18 du faisceau de conduites d'ecoulement Les
extremites 16 et 18 du faisceau 10 de conduites d'ecoulement sont
respectivement tirees jusqu'aux structures de base 28 et 34 pour
conduite d'ecoulement par les cables de descente 29 et 35 Les bouees
12 maintiennent une poussee ascendante sur tout le faisceau 10 de
conduites d'ecoulement et contribuent a la poussee d'Archimede
necessaire pour donner une force catenaire au faisceau de conduites
d'ecoulement pendant que ce dernier est descendu jusqu'au fond de
l'ocean Pendant toute l'operation de descente, des detecteurs de
profondeur 14, qui peuvent etre de n'importe quel type connu dans la
technique, les detecteurs de profondeur acoustiques etant preferes,
controlent constamment la profondeur du faisceau 10
de conduites d'ecoulement en chaque position des bouees 12 Les pro-
fondeurs mesurees par les jauges de profondeur 14 peuvent etre
fournies a un calculateur comportant un dispositif d'affichage a tube
a rayons cathodiques permettant une representation de la forme du
faisceau 10 de conduites d'ecoulement pendant sa descente ver
le fond 36 de l'ocean.
En pratique, le faisceau 10 est fabrique a terre, est dote des
structures coniques 20 et 22 et subit les essais de pression avant la
mise en place On le met ensuite a l'water et on le remorque pres de la
surface, mais de preference au-dessous de la zone d'activite des
vagues, jusqu'au site de mise en place On fixe ensuite les cables de
descente articules sur le fond de l'ocean a chaque extremite du
faisceau et a des treuils situes a la surface, apres quoi on fait
simultanement descendre les extremites du faisceau et on les
verrouille mecaniquement aux structures de base 28, 34 On peut ensuite
selectivement lacher les bouees 12 de facon a permettre que le
faisceau repose sur le fond de l'ocean et on
peut remplir d'water de mer le support du faisceau.
On aura note que le procede de l'invention peut etre utilise pour
assurer la pose d'une conduite d'ecoulement ou
d'un faisceau de conduites d'ecoulement dans une water dont la profon-
deur est superieure a la longueur de la conduite d'ecoulement ou du
faisceau Naturellement, le procede de l'invention s'applique egalement
a la pose de conduites d'ecoulement et de faisceaux de conduites
d'ecoulement d'une longueur depassant la profondeur de l'water.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'ima-
giner, a partir du procede dont la description vient d'etre donnee
a titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses
variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.
On notera egalement que l'appreciation de certaines des valeurs
numeriques donnees ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles
proviennent de la conversion d'unites anglo-saxonnes en
unites metriques.
Claims
_________________________________________________________________
R E V E N D I C A T I O N S
1 Procede permettant de mettre en place une conduite d'ecoulement (
10) au-dessous de la surface d'une masse d'water, caracterise en ce
qu'il comprend les operations suivantes (a) fixer une premiere et une
deuxieme structure ( 28, 34) de base
pour conduite d'ecoulement en des emplacements separes au-
dessous de ladite surface;
(b) remorquer ladite conduite d'ecoulement jusqu'auxdites struc-
tures de base; (c) raccorder une premiere extremite ( 16) et une
deuxieme extremite ( 18) de ladite conduite d'ecoulement a ladite
premiere et a ladite deuxieme structure de base pour conduite
d'ecoulement, chacune par l'intermediaire d'un cable ( 24, 27, 29, 30,
33, 35); (d) tirer simultanement lesdits cables par l'intermediaire de
ladite premiere et de ladite deuxieme structure de base pour conduite
d'ecoulement afin d'amener respectivement lesdites premiere et
deuxieme extremites jusqu'auxdites premiere et deuxieme struc-
tures de base pour conduite d'ecoulement; et (e) raccorder
respectivement ladite premiere extremite et ladite deuxieme extremite
a ladite premiere structure de base pour conduite d'ecoulement et a
ladite deuxieme structure de base
pour conduite d'ecoulement.
2 Procude selon la revendication 1, caraczerise en ce que l'operation
de traction comprend l'operation visant a donner une forme catenaire
inversee audit faisceau de conduites d'ecoulement. 3 Procede de mise
en place d'un faisceau ( 10) de conduites d'ecoulement au-dessous de
la surface d'une masse d'water, caracterise en ce qu'il comprend les
operations suivantes: (a) fixer a une certaine distance l'une de
l'autre des structures de base ( 28, 34) pour conduite d'ecoulement au
fond ( 36) de la mer; (b) remorquer le faisceau de cornduitas
d'ecoulement jusqu'auxdites structures de base pour conduite
d'ecoulement;
(c) raccorder une extremite ( 16) dudit faisceau de conduites d'ecou-
lement a un premier cable ( 24, 27, 29) et une autre extremite ( 18)
dudit faisceau de conduitsd'ecoulement a un deuxieme cable ( 30, 33,
35); (d) faire passer ledit premier cible par l'une desdites
structures de base pour conduite d'ecoulement et ledit deuxieme cable
par l'autre structure de base pour conduite d'ecoulement; (e) tirer
simultanement vers le bas ladite premiere et ladite autre extremite
dudit faisceau de conduites d'ecoulement jusqu'a ladite premiere et
ladite autre structure de base pour conduite d'ecoulement; et (f)
raccorder ladite premiere extremite a ladite premiere structure de
base pour conduite d'ecoulement et ladite autre extremite a
ladite autre structure de base pour conduite d'ecoulement.
4 Procede selon la revendication 3, caracterise en ce que ladite
operation (e) consistant a tirer vers le bas comporte l'operation
consistant a donner une forme catenaire inversee audit
faisceau de conduitesd'ecoulement.
Procede selon l'une quelconque des revendications
1 a 4, caracterise en ce qu'il comporte l'operation consistant a fixer
de maniere amovible des bouees ( 12) a intervalles separes
le long de ladite conduite d'ecoulement ou dudit faisceau de con-
duites d'ecoulement afin de produire une poussee d'Archimede.
6 Procede selon l'une quelconque des revendications
1 a 5, caracterise en ce qu'il comporte les operations suivantes:
placer des capteurs de profondeur ( 14) a intervalles separes le long
de ladite conduite d'ecoulement ou dudit faisceau de conduites d'ecou-
lement; et recevoir et contr 8 ler des indications de profondeur de la
part de
chacun desdits capteurs de profondeur.
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