EP0897455B1 - Socle de support de manifold pour installation d'exploitation petroliere et procede de pose de l'installation - Google Patents

Socle de support de manifold pour installation d'exploitation petroliere et procede de pose de l'installation Download PDF

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EP0897455B1
EP0897455B1 EP97921916A EP97921916A EP0897455B1 EP 0897455 B1 EP0897455 B1 EP 0897455B1 EP 97921916 A EP97921916 A EP 97921916A EP 97921916 A EP97921916 A EP 97921916A EP 0897455 B1 EP0897455 B1 EP 0897455B1
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EP
European Patent Office
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mounting plate
manifold
installation
flexible pipe
section
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97921916A
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German (de)
English (en)
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EP0897455A1 (fr
Inventor
Hervé Jean Albert Marcel VALLA
Pierre Henri Vasseur
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Technip Energies France SAS
Original Assignee
Coflexip SA
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Publication date
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
    • E21B43/0107—Connecting of flow lines to offshore structures

Definitions

  • the present invention relates to petroleum exploitation off-shore, and more particularly an operating installation petroleum using flexible pipes for the transport of pressurized fluids such as hydrocarbons from overheads subsea wells.
  • the pipes used for the transport of hydrocarbons can clog and clog up after training a deposit on the internal surface of the pipes, which happens frequently when oil has a high level of paraffin.
  • conduits also called “pigging”, by exerting an action mechanical on the internal surface of the pipes.
  • connection manifolds for establishing a tight connection between short length and small diameter pipes from wellheads and large flexible pipe sections length and larger diameter used for transportation to the surface on pedestals resting on the seabed.
  • These bases can also support the valves allowing to isolate the well heads and to communicate the different sections of flexible pipe together to form the loop necessary for the cleaning operation.
  • the U-shaped connector is isolated by a valve when the exploitation of wells so that the hydrocarbons produced by each wellhead traverses two sections of pipe separate flexible up to the surface operating installation; to carry out the cleaning, each well head is isolated and connects the two sections of flexible pipe through the connector in U, which makes it possible to constitute a loop allowing the passage, in the two flexible pipe sections, a cleaning.
  • a second solution would consist in placing on the bottom the bases and perform in situ connection of pipes flexible on manifolds.
  • the object of the invention is in particular to make the installation of an oil exploitation installation comprising manifold support bases connected to pipe sections flexible.
  • the installation oil exploitation has two bases resting on the bottom submarine, each base supporting a manifold connected to two ends with two end pieces of flexible pipe sections respective, fixed to the manifold substantially in the extension one on the other, each manifold further comprising a flange for the tight connection to a pipe coming from a structure underwater such as an underwater wellhead, manifolds of two bases being connected together at one end by a section of flexible pipe and connected at the other end, by sections of respective flexible pipe, to an operating installation in area.
  • end caps of sections of flexible pipe are attached to the manifold substantially in the extension of each other when the flexible pipe sections leave the base on which said manifold is fixed in substantially opposite directions.
  • Installation on the seabed of the installation can then be carried out without it being necessary to manage the simultaneous launching of two pipes flexible, because it is possible thanks to the invention to start with to put in the water a first section of flexible pipe, to put then with water a first base, then a second section of pipe flexible, a second base and finally a third section of pipe flexible.
  • the portions of the flexible pipes close to the end caps attached to the manifold can each slide in a curvature limiting member integral with said basement.
  • said curvature limiting member is constituted by a set of vertebrae fixed at one end to said base and inside which can slide said flexible pipe portion close to the end piece terminal attached to the manifold.
  • said manifolds each have a shape general of T, said pipe connection flange coming from of the associated underwater structure being carried by the branch central T.
  • one of the two bases supports a valve used to communicate or isolate the manifolds located on the two bases.
  • the installation comprises a network of remote control lines for underwater organs such as valves, consisting of umbilical-type pipes, this network comprising a first umbilical connecting the surface operating installation to a first base and a second umbilical connecting the first base to second base.
  • each base takes place while the base is connected by two cables to the vessel laying, a first cable being attached to the rear of the base and a second cable being attached to a rigid gantry articulated on the base, only the cable connected to the rear of the base used to support the base first of the descent, the tension in this cable being released when the base reaches a certain depth, the cable attached to the gantry then used to bring the base in a substantially horizontal position and then to hold it until its poses on the seabed.
  • the gantry is detachably fixed to the base so that it can be recovered after the installation of a base and be used to install the next base.
  • the gantry comprises at least one member rotary actuator to be operated by a robot manipulator, this rotary actuator being connected by a transmission to a mechanism capable of transforming the rotation of said organ in an unlocking movement of a hook for fixing the gantry on the base.
  • connection between the subsea wellhead and the connection flange of the manifold carried by the base by means of a rigid pipe made tailor-made after an in situ observation of the orientations of said connection flange and a second connection flange provided on the wellhead and their relative position.
  • This new base is intended to rest on the bottom submarine and supports a manifold to establish a connection watertight between a pipe coming from an underwater structure such that an underwater wellhead and at least a terminal portion of at least minus one section of flexible pipe, the manifold comprising a connection flange to said pipe and the base and / or the manifold comprising means for orienting the axis of the flange of connection in a chosen direction before establishing the connection with said pipe when the base rests on the bottom submarine.
  • Such a base facilitates the laying of a pipe between the manifold provided on the base and the wellhead, insofar as it is no longer necessary to tailor a pipe and such base also makes it possible to install the installation on a background submarine with significant elevations while using pipes fitted with fittings comprising a locking member can come into locking position by the effect of gravity, in which case said aforementioned chosen direction corresponds to the vertical, with an angular tolerance less than or equal to 10 ° and preferably less than or equal to 5 °.
  • the base includes a fixed frame intended to rest on the seabed and a tray orientable relative to the frame and on which said manifold is fixed.
  • said plate is connected audit built by a cardan-type joint.
  • the base includes means allowing to orient and maintain in the chosen position said flange of connection.
  • the base further comprises means allowing the removable fixing on the base of a gantry used for installing and / or recovering the base.
  • FIG. 1 There is shown schematically in Figure 1 a installation 1 in accordance with a particular embodiment of the invention.
  • This installation 1 is intended for the operation of two 2.3 subsea oil well heads by a surface vessel 4 such as a dynamically positioned vessel.
  • the difference in depth between the submarine well 2 and the submarine well 3 is of the order of 150 m, the average slope between the two wells being of the order of 7 °.
  • Installation 1 comprises a first pipe section 5 flexible to connect the vessel 4 to a manifold 10 supported by a first base 6, this manifold used to connect the head of submarine well 2 in said first section of flexible pipe 5.
  • a second flexible pipe section 7 connects the manifold 10 to a second manifold 10 'located on a second base 8.
  • a third flexible pipe section 9 connects the manifold 10 'located on the second base 8 and the ship 4.
  • the flexible pipe sections 5,7 and 9 present in the example of embodiment describes an internal diameter of 6 "and are of "flow line” type.
  • Each manifold 10, 10 ' has a T-connector, which fitting carrying on its central branch a flange 11 for the tight connection to a pipe 12 coming from the wellhead 2, 3 associated with the base considered and constituted in the example described by a flexible pipe with an internal diameter of 10.2cm (4 "), this pipe 12 still being called "jumper".
  • Each T-connector is provided on its branch carrying the flange 11 of a valve 13 making it possible to isolate the pipe 12 for a cleaning operation of the pipe sections 5, 7 and 9 like this will be specified below.
  • the manifold 10 'supported by the base 8 comprises in in addition to a valve 14 making it possible to isolate the T-connector from the section of flexible pipe 7 during operation of well heads 2 and 3.
  • each manifold 15 and 16 have substantially parallel axes, this which allows the respective end portions 17 and 18 of the sections flexible pipe 5 and 7 to be located substantially in the extension of each other.
  • the bases 6 and 8 also support boxes of connection of control umbilicals.
  • the base 6 supports two boxes of connection 22, 23 and the base 8 supports a connection box 24.
  • connection box 22 makes it possible to connect a command umbilical 25 from ship 4, an umbilical of control 26 connected to the wellhead 2 and a control umbilical 27 connected to the connection box 23.
  • the latter allows connect the control umbilical 27 and one end of an umbilical control 28 connected at the other end to the connection box 24.
  • the connection box 23 is also connected by the umbilical control valve 13 for controlling the opening or closing of the latter.
  • the connection box 24 allows connect the control umbilical 28, a control umbilical 29 from wellhead 3 and two control umbilicals respectively connected to valves 13, 14 for controlling their opening or closing.
  • the control umbilical 27 is permanently fixed to the base 6, and it is placed on the seabed simultaneously with the latter.
  • An arch 30 is placed on the path of the sections of flexible pipe extending between the ship 4 and the seabed, the flexible pipe sections resting on this arch 30 according to a configuration known in itself and of the "lazy-S" type.
  • the flexible pipe sections 5 and 9 are formed on their portion extending between the seabed and the ship 4, by flexible pipes specially adapted for the ascent of hydrocarbons and of the "riser" type.
  • valves 13 are open and the valve 14 is closed.
  • valves 13 are closed so as to isolate the well heads 2 and 3 and the valve 14 is opened so as to join the pipe sections 5, 7 and 9 and form a loop allowing injection by one end of one of the sections 5 and 9 a cleaning device from the ship 4.
  • the cleaning device can comprise in known manner in itself a brush and / or any other scraping system.
  • the base 8 is substantially identical to the base 6 to the exception is that it only carries a junction box support control umbilicals and it also carries valve 14.
  • the base 6 has not been shown in detail in the drawing.
  • the base 6 comprises a frame 31, made of metal in the example described, and a manifold support plate 32, this plate 32 which can advantageously be oriented in a position chosen with respect to the frame 31 as will be explained below.
  • each support 33 is provided with guide rails 33 a for centering the connection box during its descent on the support and a guide 33 b for the introduction of a pin extending below the connection box.
  • the guide 33 b has a flared opening in the upper part facilitating the introduction of the spindle.
  • the frame 31 has a generally flattened shape and rectangular.
  • the plate 32 is orientable by compared to the frame 31. More precisely, in the example of embodiment described, the plate 32 is connected to the frame 31 by an articulation of cardan type allowing the plate 32 to oscillate around a first geometric axis of rotation X substantially parallel to the side larger dimension of the frame 31 and a second geometric axis of rotation Y, perpendicular and intersecting with the X axis. The intersection of the X and Y axes corresponds substantially to the center of gravity of the tray so that it can be adjusted in position relatively easily.
  • the articulation of the plate 32 on the frame 31 takes place at by means of a cross 33 ′, shown in isolation in FIG. 7, comprising a tube 34 of axis X and a tube 35 of axis Y fixed to the tube 34 by an assembly structure 36 located in the center of the cross.
  • the plate 32 is integral on its underside a pin 37 of axis X, engaged in one end 38 of the tube 34 and can pivot in the latter around the geometric axis of rotation X.
  • the plate 32 is secured, on the opposite side, to a bearing 39 of axis X, being able to pivot around a pin 40 engaged in the end 41 of the tube 34 opposite the end 38.
  • the pin 40 is immobilized in rotation in the tube 34, and it is integral with its opposite end to the tube 34 of a fork 42, having two parallel walls between which a nut 43 can pivot around an axis of rotation Z parallel to the axis X.
  • This nut 43 is engaged on a threaded rod 44 mounted at rotation on the plate 32 around a geometric axis of rotation K perpendicular and intersecting the Z axis.
  • the threaded rod 44 is provided at its upper end a wheel 45 shaped to be able to be actuated in rotation by a manipulator robot.
  • the rotation of the threaded rod 44 causes the up or down the nut 43 and the rotational drive of the plateau around the geometric axis of rotation X since the journal 40 is fixed relative to the frame 31.
  • the tube 35 of the cross 33 ' is rotatably mounted around the Y axis on the frame 31. More precisely, the tube 35 is mounted free rotating at one end 46 on the frame 31 by means of a pin 90 secured to the frame 31.
  • the tube is secured to the other end a journal 91 rotatably supported by a bearing of the frame 31.
  • the pin 91 is secured at its end opposite to that engaged in the tube 35 of a fork 47 comprising two branches bearing rotation about an axis parallel to the Y axis a nut 48 in engagement with a threaded rod 49 rotatably mounted on the frame 31 around a axis W substantially perpendicular to the plane of the frame 31.
  • the threaded rod 49 is provided at its upper end with a shaped wheel 50 to be rotated by a manipulator robot. The rotation of the rod 49 causes the nut 48 to rise or fall and the pivoting of the plate 32 around the Y axis.
  • a spirit level 51 is fixed on the upper face of the plate 32 to allow positioning the plate 32 to the horizontal, with the axis H of the flange 11 substantially at the vertical, as shown in figure 6.
  • connection flange 11 Before attach the fitting to the end of the driving 12.
  • FIG. 11 shows the manifold 10 in view On top.
  • curvature limiting members constituted in the example described by a set 56 of vertebrae.
  • FIG. 12 shows a set 56 of vertebrae constituted by the assembly, in a manner known per se, of vertebrae 57 and 58 having a symmetrical shape of revolution and constituted by tubular elements having in section in a plane containing their axis of symmetry, a U shape with turned edges inward for vertebrae 57 or with edges facing the exterior for the vertebrae 58, the assembly of two vertebrae 58 performed by means of a vertebra 57.
  • each pipe section flexible engaged in a set of vertebrae 56 is free from slide inside of it.
  • Each set of 56 vertebrae is fixed, at its end adjacent to the manifold 10, to the plate 32 at by means of a collar 59.
  • the resumption of the bending forces is performed by the sets 56 of vertebrae fixed to the tray and the T-fitting is not subject to significant constraints which would otherwise damage type seals "grayloc" or the fitting itself.
  • This gantry 60 has a rigid U-shaped frame, the uprights 61 are pivotally fixed on the frame 31, around of a geometric axis of rotation V parallel to the geometric axis Y. More precisely, each upright 61 is fixed at its end lower removably on the frame 31 by means of a mechanism locking device 62 comprising a rotary member 63 mounted for rotation on the upright 61 and connected by a universal joint transmission 64 to a mechanism 65.
  • This mechanism 65 makes it possible to actuate a hook 66 engaging on the end 67 of an axis fixed to the frame 31, for retain the gantry 60 on the frame 31 while allowing its rotation.
  • the angular displacement of the frame is limited to the pedestal 8 by stops 61a arranged on one side of the Y axis and by cables 61 b connecting the cross member of the gantry 60 and the frame 31, these cables being attached to 61b near the free edge of the frame 31 on the same side as the stops 61 a .
  • the cables 61 b are tensioned when the gantry is arranged substantially perpendicular to the plane of the frame 31.
  • the cables 61 b make it possible to maintain the gantry substantially perpendicular to the base even in the case where the center of gravity of the latter is not in the vertical half-plane delimited above by the geometric axis of rotation of the gantry.
  • the base 6 has two supports 33 which box connection control umbilicals is better balanced than the base 8 and the angular displacement of the frame is limited by stops 61a disposed on either side of the axis Y.
  • the mechanism 65 comprises a nut 68 engaged on a rod threaded 69 rotated by the transmission 64.
  • the nut 68 is articulated, around an axis parallel to the V axis, at one end 70 a link connected to the hook 66, itself articulated in 69 around an axis of rotation parallel to the axis V.
  • the rotation of the member 63 causes through the transmission 64 the rotation of the threaded rod 69 and the rise of the nut 68, which leads to pivoting down hook 66 around the hinge pin 69.
  • the pivoting of the hook 66 allows the end 67 to be released as illustrated in Figure 16. There is a dotted line on this figure the position of the hook 66 at the end of pivoting after the reassembly of the nut 68.
  • the gantry 60 can allow the recovery of a base placed on the seabed.
  • the base 8 can then be brought to the rear of the laying vessel, on a tilting ramp 73.
  • the respective end portions 21 and 20 of the flexible pipe sections 9 and 7 are fixed to the manifold 10 'mounted on the base 8.
  • the gantry 60 rests on the rear stops 61 a .
  • the frame 31 of the base 8 is fixed at the rear to a first cable 74 wound on a winch and the gantry 60 is fixed by its cross member to two slings connected to a second cable 75 also wound on a winch.
  • the end portion 20 of flexible pipe is maintained by means of a gutter 76 suspended by a crane to minimize the bending moments exerted on the ends of the pipes
  • the ramp 73 is fitted at the top with a deflection pulley 77 over which the cable 74 passes, which supports the base 8 when this the latter gradually descended into the water in position substantially vertical. Cable 74 takes almost all of the weight of the base 8 when it is launched.
  • the base 8 is then lowered into the water and when it reaches a depth of a few tens of meters, we proceed to detaching the sock 71 using a manipulator robot (R.O.V) as illustrated in figure 19.
  • the cable 75 connected to the gantry 60 is not tense.
  • the weight of the base 8 and the pipe section hose located under the latter are taken up by cable 74.
  • the organs rotary 63 To detach the gantry 60, we rotate the organs rotary 63 by means of a manipulator robot so as to release the hooks 66 of the ends 67. Thanks to the distance separating the rotary organs 63 of the seabed, the rotary organs 63 are when activated at a height from the seabed sufficient for any particle clouds raised by the propellers of the manipulator robot do not obstruct the visibility of this latest.
  • the laying vessel has described a loop without having to reverse. It is not outside the scope of the invention to proceeding in the opposite direction, that is to say by first laying the section 5.
  • connection box For the umbilicals, bring the connection box at the end of a cable above the corresponding support and engage in the guide 33 b of the latter a chain extending the lower pin associated centering, as illustrated in figure 22.
  • connection boxes After installing the connection boxes, we carry out using a manipulator robot, the operations of connecting the umbilicals between them.
  • the orientation of the axis is corrected if necessary H of the flange 11 by turning with a robot manipulator the knobs 45 and 50.
  • the spirit level 51 which provides information on horizontality of plate 32.
  • the flange 11 is located at the bottom of a guide structure comprising two panels 11 a , 11 b used to position the connector fitted to the pipe 12 before it descends on the flange 11.
  • a guide 11 c allows the passage of a cable used to flatten said connection if necessary against the panels 11 a and 11 b before its descent on the flange 11.
  • the panels 11 a and 11 b are connected by an arch 11 d which does not obstruct the access of the robot manipulator to the flange 11, to the wheels 45 and 50 and allows the robot manipulator to see the spirit level 51.

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Description

La présente invention concerne l'exploitation pétrolière off-shore, et plus particulièrement une installation d'exploitation pétrolière utilisant des conduites flexibles pour le transport de fluides sous pression tels que des hydrocarbures provenant de têtes de puits sous-marins.
Les conduites utilisées pour le transport des hydrocarbures peuvent s'encrasser et se boucher suite à la formation d'un dépôt sur la surface interne des conduites, ce qui arrive fréquemment lorsque les hydrocarbures ont un taux de paraffine élevé.
On peut dans ce cas procéder périodiquement à un nettoyage des conduites, encore appelé "pigging", en exerçant une action mécanique sur la surface interne des conduites.
Afin de réaliser cette opération de nettoyage, on isole les têtes de puits sous-marins des tronçons de conduite flexible servant au transport des hydrocarbures jusqu'à la surface et on relie ces tronçons de conduite flexible entre eux de manière à former une boucle permettant d'injecter, depuis une installation d'exploitation en surface, un dispositif de nettoyage à une extrémité de la boucle et de récupérer ce dispositif de nettoyage à l'autre extrémité de la boucle.
Pour permettre d'isoler plus facilement les têtes de puits sous-marins des tronçons de conduite flexible servant au transport des hydrocarbures jusqu'à la surface, il est connu de disposer les manifolds de raccordement permettant d'établir une connexion étanche entre les conduites de courte longueur et de faible diamètre provenant des têtes de puits et les tronçons de conduite flexible de grande longueur et de plus grand diamètre servant au transport jusqu'à la surface sur des socles reposant sur le fond sous-marin.
L'utilisation de tels socles facilite le raccordement des conduites de différents diamètres, par exemple le raccordement entre une conduite flexible de 15,2cm (6") de diamètre interne et une conduite de 10,2cm (4") de diamètre interne, dans la mesure où il serait difficile d'incorporer un manifold à cet effet sur la tête de puits elle-même compte-tenu de sa structure.
Ces socles peuvent en outre supporter les vannes permettant d'isoler les têtes de puits et de faire communiquer les différents tronçons de conduite flexible entre eux pour former la boucle nécessaire à l'opération de nettoyage.
Pour relier, lors de l'opération de nettoyage, deux tronçons de conduite flexible utilisés lors de l'exploitation pour acheminer les hydrocarbures depuis les têtes de puits respectives jusqu'à l'installation d'exploitation en surface, on a proposé d'utiliser un socle supportant un raccord rigide en forme de U, relié à ses extrémités à deux tronçons de conduite flexible.
Le raccord en U est isolé par une vanne lors de l'exploitation des puits de sorte que les hydrocarbures produits par chacune des têtes de puits parcourent deux tronçons de conduite flexible distincts jusqu'à l'installation d'exploitation en surface ; pour effectuer le nettoyage, on isole chaque tête de puits et l'on fait communiquer les deux tronçons de conduite flexible par le raccord en U, ce qui permet de constituer une boucle permettant le passage, dans les deux tronçons de conduite flexible, d'un dispositif de nettoyage.
Toutefois, l'utilisation d'un socle supportant un raccord en U relié à deux tronçons de conduite flexible juxtaposés rend délicate et coûteuse la pose de l'installation, dans la mesure où l'un des deux tronçons de conduite flexible est relié à un deuxième socle qui doit être mis à l'eau tout en gérant simultanément le déroulement en chaínette des deux tronçons de conduite flexible.
Une deuxième solution consisterait à poser sur le fond les socles et d'effectuer in situ le raccordement des conduites flexibles sur les manifolds.
Toutefois, une telle solution n'est pas aisée à mettre en oeuvre dans la mesure où il est difficile de déplacer horizontalement des éléments à assembler sur le fond sous-marin.
L'invention a notamment pour objet de rendre plus aisée la pose d'une installation d'exploitation pétrolière comportant des socles de support de manifold relié à des tronçons de conduite flexible.
Selon une caractéristique de l'invention, l'installation d'exploitation pétrolière comporte deux socles reposant sur le fond sous-marin, chaque socle supportant un manifold relié à deux extrémités à deux embouts terminaux de tronçons de conduite flexible respectifs, fixés au manifold sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre, chaque manifold comportant en outre une bride pour le raccordement étanche à une conduite provenant d'une structure sous-marine telle qu'une tête de puits sous-marin, les manifolds des deux socles étant reliés entre eux à une extrémité par un tronçon de conduite flexible et reliés à l'autre extrémité, par des tronçons de conduite flexible respectifs, à une installation d'exploitation en surface.
Il faut comprendre que les embouts terminaux de tronçons de conduite flexible sont fixés au manifold sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre lorsque les tronçons de conduite flexible quittent le socle sur lequel est fixé ledit manifold dans des directions sensiblement opposées.
La pose sur le fond sous-marin de l'installation d'exploitation pétrolière peut alors s'effectuer sans qu'il soit nécessaire de gérer la mise à l'eau simultanée de deux conduites flexibles, car il est possible grâce à l'invention de commencer par mettre à l'eau un premier tronçon de conduite flexible, de mettre ensuite à l'eau un premier socle, puis un deuxième tronçon de conduite flexible, un deuxième socle et enfin un troisième tronçon de conduite flexible.
Avantageusement, les portions des conduites flexibles proches des embouts terminaux fixés sur le manifold peuvent coulisser chacune dans un organe limiteur de courbure solidaire dudit socle.
Dans un exemple particulier de réalisation de l'invention, ledit organe limiteur de courbure est constitué par un ensemble de vertèbres fixé à une extrémité audit socle et à l'intérieur duquel peut coulisser ladite portion de conduite flexible proche de l'embout terminal fixé sur le manifold.
Avantageusement, lesdits manifolds ont chacun une forme générale de T, ladite bride de raccordement à la conduite provenant de la structure sous-marine associée étant portée par la branche centrale du T.
Avantageusement, l'un des deux socles supporte une vanne permettant de faire communiquer ou d'isoler les manifolds situés sur les deux socles.
Avantageusement, l'installation comporte un réseau de lignes de télécommande d'organes sous-marins tels que des vannes, constitué de conduites de type ombilical, ce réseau comportant un premier ombilical reliant l'installation d'exploitation de surface à un premier socle et un deuxième ombilical reliant le premier socle au second socle.
L'invention a également pour objet un procédé de pose d'une installation d'exploitation pétrolière, cette installation comportant deux socles destinés à reposer sur le fond sous-marin, chaque socle supportant un manifold destiné à être relié à deux extrémités à deux tronçons de conduite flexible respectifs fixés au manifold sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre, chaque manifold comportant en outre une bride pour le raccordement étanche à une conduite provenant d'une structure sous-marine telle qu'une tête de puits, les manifolds étant destinés à être reliés entre eux à une extrémité par un tronçon de conduite flexible et reliés à l'autre extrémité par des tronçons de conduite flexible respectifs à une installation d'exploitation de surface, ce procédé comprenant les étapes consistant à, successivement :
  • dérouler, à partir d'un point de départ, sur le fond sous-marin un premier tronçon de conduite flexible au moyen d'un navire de pose,
  • mettre à l'eau un premier socle préalablement raccordé au premier tronçon et à un deuxième tronçon tout en déroulant le début du deuxième tronçon en même temps que la fin du premier,
  • dérouler sur le fond ledit deuxième tronçon de conduite flexible,
  • mettre à l'eau le deuxième socle préalablement raccordé au deuxième tronçon et à un troisième tronçon tout en déroulant le début du troisième tronçon en même temps que la fin du deuxième,
  • dérouler sur le fond ledit troisième tronçon de conduite flexible, le navire de pose effectuant sensiblement une boucle lors de la pose des trois tronçons de conduite flexible entre ledit point de départ et un point d'arrivée.
Avantageusement, la mise à l'eau de chaque socle s'effectue alors que le socle est relié par deux câbles au navire de pose, un premier câble étant attaché à l'arrière du socle et un deuxième câble étant attaché à un portique rigide articulé sur le socle, seul le câble relié à l'arrière du socle servant à soutenir le socle dans un premier temps de la descente, la tension dans ce câble étant relâchée lorsque le socle atteint une certaine profondeur, le câble attaché au portique servant alors à amener le socle dans une position sensiblement horizontale et ensuite à le retenir jusqu'à sa pose sur le fond sous-marin.
Avantageusement, le portique est fixé de manière amovible au socle de façon à pouvoir être récupéré après la pose d'un socle et servir à la pose du socle suivant.
Avantageusement, le portique comporte au moins un organe d'actionnement rotatif destiné à être actionné par un robot manipulateur, cet organe d'actionnement rotatif étant relié par une transmission à un mécanisme apte à transformer la rotation dudit organe en un mouvement de déverrouillage d'un crochet de fixation du portique sur le socle.
Par ailleurs, on a proposé d'effectuer le raccordement entre la tête de puits sous-marin et la bride de raccordement du manifold porté par le socle au moyen d'une conduite rigide réalisée sur mesure après une observation in situ des orientations de ladite bride de raccordement et d'une deuxième bride de raccordement prévue sur la tête de puits et de leur position relative.
Cette manière de procéder est relativement longue et coûteuse.
Pour faciliter le raccordement entre une structure sous-marine telle qu'une tête de puits sous-marin et la bride de raccordement prévue sur le manifold porté par le socle, on propose, selon l'invention, un nouveau socle de support de manifold pour une installation d'exploitation pétrolière.
Ce nouveau socle est destiné à reposer sur le fond sous-marin et supporte un manifold pour établir un raccordement étanche entre une conduite provenant d'une structure sous-marine telle qu'une tête de puits sous-marin et au moins une partie terminale d'au moins un tronçon de conduite flexible, le manifold comportant une bride de raccordement à ladite conduite et le socle et/ou le manifold comportant des moyens pour orienter l'axe de la bride de raccordement dans une direction choisie avant d'établir le raccordement avec ladite conduite lorsque le socle repose sur le fond sous-marin.
Un tel socle facilite la pose d'une conduite entre le manifold prévu sur le socle et la tête de puits, dans la mesure où il n'est plus nécessaire de réaliser sur mesure une conduite et un tel socle rend en outre possible la pose de l'installation sur un fond sous-marin présentant des dénivelés importants tout en utilisant des conduites équipées de raccords comportant un organe de verrouillage pouvant venir en position de verrouillage par l'effet de la gravité, auquel cas ladite direction choisie précitée correspond à la verticale, avec une tolérance angulaire inférieure ou égale à 10° et de préférence inférieure ou égale à 5°.
Dans une réalisation particulière, le socle comporte un bâti fixe destiné à reposer sur le fond sous-marin et un plateau orientable par rapport au bâti et sur lequel est fixé ledit manifold.
Dans une réalisation particulière, ledit plateau est relié audit bâti par une articulation de type cardan.
Avantageusement, le socle comporte des moyens permettant d'orienter et de maintenir dans la position choisie ladite bride de raccordement.
Avantageusement, le socle comporte en outre des moyens permettant la fixation amovible sur le socle d'un portique utilisé pour la pose et/ou la récupération du socle.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention, et à l'examen du dessin annexé sur lequel :
  • la figure 1 est une vue schématique d'une installation d'exploitation pétrolière conforme à un exemple de réalisation de l'invention,
  • la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un socle conforme à un exemple de réalisation de l'invention,
  • la figure 3 est une vue en élévation latérale du socle représenté sur la figure 2, les conduites flexibles n'étant pas représentées,
  • la figure 4 est une vue analogue à la figure 3, après mise en place des conduites flexibles et des boítes de raccordement des ombilicaux de commande,
  • la figure 5 est une vue de dessus du socle représenté sur la figure 4,
  • la figure 6 est une vue schématique de dessus du plateau de support du manifold porté par le bâti du socle représenté sur les figures 2 à 5,
  • la figure 7 montre isolément un élément de l'articulation permettant d'orienter dans une position choisie le plateau représenté sur la figure 6,
  • la figure 8 est une vue en coupe selon le trait de coupe VIII-VIII de la figure 6,
  • la figure 9 est une section selon le trait de coupe IX-IX de la figure 6,
  • la figure 10 est une section selon le trait de coupe X-X de la figure 6,
  • la figure 11 est une vue schématique de dessus du manifold porté par le socle représenté sur la figure 2, des conduites flexibles seuls les embouts de raccordement étant représentés,
  • la figure 12 est une vue schématique représentant un ensemble de vertèbres,
  • la figure 13 est une vue schématique en élévation latérale représentant un portique utilisé pour la pose d'un socle,
  • la figure 14 est une vue de dessus du portique représenté sur la figure 13,
  • la figure 15 est une vue en élévation frontale du portique représenté sur la figure 13,
  • la figure 16 représente un détail du mécanisme de fixation amovible du portique sur le socle,
  • les figures 17 à 21 illustrent différentes étapes de la pose d'un socle et,
  • la figure 22 illustre la pose d'une boíte de raccordement d'ombilicaux de commande sur un support de boíte de raccordement fixé sur un socle.
On a représenté de façon schématique sur la figure 1 une installation 1 conforme à un exemple particulier de réalisation de l'invention.
Cette installation 1 est destinée à l'exploitation de deux têtes de puits de pétrole sous-marins 2,3 par un bâtiment de surface 4 tel qu'un navire à positionnement dynamique.
Dans l'exemple décrit, la différence de profondeur entre le puits sous-marin 2 et le puits sous-marin 3 est de l'ordre de 150 m, la pente moyenne entre les deux puits étant de l'ordre de 7°.
L'installation 1 comporte un premier tronçon 5 de conduite flexible pour relier le navire 4 à un manifold 10 supporté par un premier socle 6, ce manifold servant au raccordement de la tête de puits sous-marin 2 audit premier tronçon de conduite flexible 5.
Un deuxième tronçon de conduite flexible 7 relie le manifold 10 à un deuxième manifold 10' situé sur un deuxième socle 8.
Un troisième tronçon de conduite flexible 9 relie le manifold 10' situé sur le deuxième socle 8 et le navire 4.
Les tronçons de conduite flexible 5,7 et 9 présentent dans l'exemple de réalisation décrit un diamètre interne de 6" et sont du type "flow line".
Chaque manifold 10, 10' comporte un raccord en T, ce raccord portant sur sa branche centrale une bride 11 pour le raccordement étanche à une conduite 12 provenant de la tête de puits 2, 3 associée au socle considéré et constituée dans l'exemple décrit par une conduite flexible de diamètre interne 10,2cm (4"), cette conduite 12 étant encore appelée "jumper".
Chaque raccord en T est muni sur sa branche portant la bride 11 d'une vanne 13 permettant d'isoler la conduite 12 pour une opération de nettoyage des tronçons de conduite 5, 7 et 9 comme cela sera précisé dans la suite.
Le manifold 10' supporté par le socle 8 comporte en outre une vanne 14 permettant d'isoler le raccord en T du tronçon de conduite flexible 7 lors de l'exploitation des têtes de puits 2 et 3.
On remarquera que les brides de raccordement opposées de chaque manifold 15 et 16 ont des axes sensiblement parallèles, ce qui permet aux portions terminales respectives 17 et 18 des tronçons de conduite flexible 5 et 7 de se situer sensiblement dans le prolongement l'une de l'autre.
Les socles 6 et 8 supportent également des boítes de raccordement d'ombilicaux de commande.
Il faut comprendre par l'expression "ombilical de commande", un ou plusieurs câbles de transport d'informations, d'énergie électrique ou d'énergie hydraulique.
Plus précisément, le socle 6 supporte deux boítes de raccordement 22, 23 et le socle 8 supporte une boíte de raccordement 24.
La boíte de raccordement 22 permet de raccorder un ombilical de commande 25 provenant du navire 4, un ombilical de commande 26 relié à la tête de puits 2 et un ombilical de commande 27 relié à la boíte de raccordement 23. Cette dernière permet de raccorder l'ombilical de commande 27 et une extrémité d'un ombilical de commande 28 relié à l'autre extrémité à la boíte de raccordement 24. La boíte de raccordement 23 est également reliée par l'ombilical de commande à la vanne 13 pour la commande de l'ouverture ou de la fermeture de cette dernière. La boíte de raccordement 24 permet de raccorder l'ombilical de commande 28, un ombilical de commande 29 provenant de la tête de puits 3 et deux ombilicaux de commande respectivement reliés aux vannes 13, 14 pour la commande de leur ouverture ou de leur fermeture.
L'ombilical de commande 27 est fixé à demeure sur le socle 6, et il est posé sur le fond sous-marin simultanément à celui-ci.
Sur la figure 1, toute la partie s'étendant au dessus de la ligne en pointillés F repose sur le fond de la mer tandis que la partie située en-dessous s'étend entre le fond sous-marin et le navire 4.
Une arche 30 est placée sur le trajet des tronçons de conduite flexible s'étendant entre le navire 4 et le fond sous-marin, les tronçons de conduite flexibles reposant sur cette arche 30 selon une configuration connue en elle-même et du type "lazy-S".
Les tronçons de conduite flexible 5 et 9 sont constitués sur leur portion s'étendant entre le fond sous-marin et le navire 4, par des conduites flexibles spécialement adaptées à la remontée des hydrocarbures et du type "riser".
Lors de l'exploitation des têtes de puits 2, 3, les vannes 13 sont ouvertes et la vanne 14 est fermée.
Les hydrocarbures sous pression provenant de la tête de puits 2 sont acheminés au navire 4 par le tronçon de conduite flexible 5 tandis que les hydrocarbures sous pression provenant de la tête de puits 3 sont acheminés au navire 4 par le tronçon de conduite flexible 9.
Dans le cas où les hydrocarbures produits sont riches en paraffine, un colmatage progressif des tronçons de conduite flexible 5 et 9 se produit, obligeant à procéder à un nettoyage périodique de ces derniers.
Pour ce faire, on ferme les vannes 13 de manière à isoler les têtes de puits 2 et 3 et l'on ouvre la vanne 14 de manière à réunir les tronçons de conduite 5, 7 et 9 et former une boucle permettant l'injection par une extrémité de l'un des tronçons 5 et 9 d'un dispositif de nettoyage depuis le navire 4.
Le dispositif de nettoyage peut comporter de façon connue en soi une brosse et/ou tout autre système de raclage.
On a représenté sur la figure 2 en perspective schématique, le socle 6.
Le socle 8 est sensiblement identique au socle 6 à l'exception près qu'il ne porte qu'un support de boíte de raccordement d'ombilicaux de commande et qu'il porte en plus la vanne 14. Le socle 6 n'a pas été représenté de façon détaillée sur le dessin.
Le socle 6 comporte un bâti 31, réalisé en métal dans l'exemple décrit, et un plateau 32 de support de manifold 10, ce plateau 32 pouvant avantageusement être orienté dans une position choisie par rapport au bâti 31 comme cela sera précisé dans la suite.
On distingue sur la figure 2 deux supports 33 destinés à recevoir les boítes de raccordement 22 et 23. Chaque support 33 est muni de rails de guidage 33a permettant de centrer la boíte de raccordement lors de sa descente sur le support et d'un guide 33b pour l'introduction d'une broche prolongeant inférieurement la boíte de raccordement. Le guide 33b présente en partie supérieure une ouverture évasée facilitant l'introduction de la broche.
Le bâti 31 présente une forme généralement aplatie et rectangulaire.
On a représenté sur la figure 3, en élévation latérale, le socle 6, les portions terminales des tronçons de conduite flexibles n'étant pas illustrées sur cette figure.
On a représenté sur la figure 4, en élévation latérale, le socle 6 lorsque les portions terminales 17 et 18 des tronçons de conduite flexible sont fixées au raccord en T du manifold 10. Sont également représentées très schématiquement sur la figure 4 les boítes de raccordement 22 et 23 et les ombilicaux de commande 25 et 28.
Comme indiqué plus haut, le plateau 32 est orientable par rapport au bâti 31. Plus précisément, dans l'exemple de réalisation décrit, le plateau 32 est relié au bâti 31 par une articulation de type cardan permettant de faire osciller le plateau 32 autour d'un premier axe géométrique de rotation X sensiblement parallèle au côté de plus grande dimension du bâti 31 et d'un deuxième axe géométrique de rotation Y, perpendiculaire et sécant avec l'axe X. L'intersection des axes X et Y correspond sensiblement au centre de gravité du plateau de sorte que ce dernier peut être réglé en position relativement aisément.
L'articulation du plateau 32 sur le bâti 31 s'effectue au moyen d'une croix 33', représentée isolément sur la figure 7, comportant un tube 34 d'axe X et un tube 35 d'axe Y fixé au tube 34 par une structure d'assemblage 36 située au centre de la croix.
En se reportant maintenant plus particulièrement aux figures 6 à 10, le plateau 32 est solidaire sur sa face inférieure d'un tourillon 37 d'axe X, engagé dans une extrémité 38 du tube 34 et pouvant pivoter dans cette dernière autour de l'axe géométrique de rotation X.
Le plateau 32 est solidaire, du côté opposé, d'un palier 39 d'axe X, pouvant pivoter autour d'un tourillon 40 engagé dans l'extrémité 41 du tube 34 opposée à l'extrémité 38. Le tourillon 40 est immobilisé en rotation dans le tube 34, et il est solidaire à son extrémité opposée au tube 34 d'une fourchette 42, présentant deux parois parallèles entre lesquelles peut pivoter un écrou 43 autour d'un axe de rotation Z parallèle à l'axe X.
Cet écrou 43 est en prise sur une tige filetée 44 montée à rotation sur le plateau 32 autour d'un axe géométrique de rotation K perpendiculaire et sécant à l'axe Z.
La tige filetée 44 est munie à son extrémité supérieure d'une molette 45 conformée pour pouvoir être actionnée en rotation par un robot manipulateur. La rotation de la tige filetée 44 provoque la montée ou la descente de l'écrou 43 et l'entraínement en rotation du plateau autour de l'axe géométrique de rotation X puisque le tourillon 40 est fixe par rapport au bâti 31.
Le tube 35 de la croix 33' est monté à rotation autour de l'axe Y sur le bâti 31. Plus précisément, le tube 35 est monté libre en rotation à une extrémité 46 sur le bâti 31 au moyen d'un tourillon 90 solidaire du bâti 31. Le tube est solidaire à l'autre extrémité d'un tourillon 91 supporté à rotation par un palier du bâti 31. Le tourillon 91 est solidaire à son extrémité opposée à celle engagée dans le tube 35 d'une fourchette 47 comportant deux branches portant à rotation autour d'un axe parallèle à l'axe Y un écrou 48 en prise avec une tige filetée 49 montée à rotation sur le bâti 31 autour d'un axe W sensiblement perpendiculaire au plan du bâti 31. La tige filetée 49 est munie à son extrémité supérieure d'une molette 50 conformée pour être entraínée en rotation par un robot manipulateur. La rotation de la tige 49 provoque la montée ou la descente de l'écrou 48 et le pivotement du plateau 32 autour de l'axe Y.
Un niveau à bulle 51 est fixé sur la face supérieure du plateau 32 pour permettre de positionner le plateau 32 à l'horizontale, avec l'axe H de la bride 11 sensiblement à la verticale, comme représenté sur la figure 6.
Ainsi, après la pose du socle 6 ou 8, il est possible de modifier l'orientation de la bride de racccordement 11 avant de rapporter sur cette dernière le raccord équipant l'extrémité de la conduite 12.
Lorsque le fond sous-marin sur lequel est posé le socle 6 ou 8 est incliné, on peut ainsi positionner le plan de joint de la bride 11 sensiblement à l'horizontale, l'axe H de la bride étant alors sensiblement vertical, aux tolérances près autorisées pour le raccordement à la conduite 12. Cette dernière est avantageusement équipée d'un raccord comportant un organe de verrouillage pouvant venir en position de verrouillage par l'effet de la gravité, auquel cas il est particulièrement important que le plan de joint de la bride 11 soit le plus horizontal possible. Dans l'exemple de réalisation décrit, on peut faire pivoter le plateau 32 de 10° environ autour de chaque axe X et Y, et assurer la verticalité de l'axe H de la bride 11 avec une tolérance angulaire meilleure que 5°, et de préférence meilleure que 3°.
On a représenté sur la figure 11 le manifold 10 en vue de dessus.
On a référencé 52 et 53 les embouts de raccordement des parties terminales 17 et 18 des tronçons de conduite flexible 5 et 7.
Le raccordement des embouts 52 et 53 et des brides 15 et 16 s'effectue au moyen de joints 54 et 55 de type connu en soi sous la dénomination "Grayloc".
De manière à éviter une courbure excessive des portions terminales 17 et 18 de conduite flexible, ces dernières sont engagées chacune dans des organes limiteur de courbure constitués dans l'exemple décrit par un ensemble 56 de vertèbres.
Ces vertèbres ne sont pas représentées sur la figure 11 dans un souci de clarté du dessin.
On a représenté sur la figure 12 un ensemble 56 de vertèbres constitué par l'assemblage, de façon connue en soi, de vertèbres 57 et 58 présentant une forme symétrique de révolution et constituées par des éléments tubulaires présentant en coupe dans un plan contenant leur axe de symétrie, une forme en U à bords tournés vers l'intérieur pour les vertèbres 57 ou à bords tournés vers l'extérieur pour les vertèbres 58, l'assemblage de deux vertèbres 58 s'effectuant au moyen d'une vertèbre 57.
La portion terminale de chaque tronçon de conduite flexible engagée dans un ensemble de vertèbres 56 est libre de coulisser à l'intérieur de celui-ci. Chaque ensemble de vertèbres 56 est fixé, à son extrémité adjacente au manifold 10, au plateau 32 au moyen d'un collier 59. Ainsi, la reprise des efforts de flexion est effectuée par les ensembles 56 de vertèbres fixés au plateau et le raccord en T n'est pas soumis à des contraintes importantes qui seraient susceptibles d'endommager autrement les joints de type "grayloc" ou le raccord lui-même.
On a représenté sur les figures 13 à 15 un portique 60 utilisé lors de la pose d'un socle 6 ou 8, comme cela décrit plus loin.
Ce portique 60 comporte un cadre rigide en forme de U dont les montants 61 sont fixés de manière pivotante sur le bâti 31, autour d'un axe géométrique de rotation V parallèle à l'axe géométrique Y. Plus précisément, chaque montant 61 est fixé à son extrémité inférieure de manière amovible sur le bâti 31 au moyen d'un mécanisme de verrouillage 62 comportant un organe rotatif 63 monté à rotation sur le montant 61 et relié par une transmission à joints de cardan 64 à un mécanisme 65. Ce mécanisme 65 permet d'actionner un crochet 66 venant en prise sur l'extrémité 67 d'un axe fixé au bâti 31, pour retenir le portique 60 sur le bâti 31 tout en permettant sa rotation.
Le débattement angulaire du bâti est limité pour le socle 8 par des butées 61a disposées d'un côté de l'axe Y et par des câbles 61b reliant la traverse du portique 60 et le bâti 31, ces câbles 61b étant attachés à proximité du bord libre du bâti 31 du même côté que les butées 61a. Les câbles 61b sont tendus lorsque le portique est disposé sensiblement à la perpendiculaire du plan du bâti 31. Les câbles 61b permettent de maintenir le portique sensiblement perpendiculaire au socle même dans le cas où le centre de gravité de ce dernier n'est pas dans le demi-plan vertical délimité supérieurement par l'axe géométrique de rotation du portique. Le socle 6 qui comporte deux supports 33 de boíte de raccordement d'ombilicaux de commande est mieux équilibré que le socle 8 et le débattement angulaire du bâti est limité par des butées 61a disposées de part et d'autre de l'axe Y.
Le mécanisme 65 comporte un écrou 68 en prise sur une tige filetée 69 entraínée en rotation par la transmission 64. L'écrou 68 est articulé, autour d'un axe parallèle à l'axe V, à une extrémité 70 d'une biellette reliée au crochet 66, lui-même articulé en 69 autour d'un axe de rotation parallèle à l'axe V. La rotation de l'organe 63 provoque par l'intermédiaire de la transmission 64 la rotation de la tige filetée 69 et la remontée de l'écrou 68, qui entraíne en pivotement vers le bas le crochet 66 autour de l'axe d'articulation 69. Le pivotement du crochet 66 permet de dégager l'extrémité 67 comme illustré sur la figure 16. On a représenté en pointillés sur cette figure la position du crochet 66 en fin de pivotement après la remontée de l'écrou 68. A l'inverse, le portique 60 peut permettre la récupération d'un socle posé sur le fond sous-marin.
On va maintenant décrire en référence aux figures 17 à 21, la manière d'effectuer la pose de l'installation 1 précédemment décrite.
On commence par dérouler un premier tronçon de conduite flexible, par exemple le tronçon 9. Lorsque l'on arrive à proximité de la fin de ce tronçon, on reprend la tension due au poids de la partie immergée de la conduite flexible au moyen d'un manchon serré sur la conduite flexible et encore appelé "chinese finger" ou "chaussette", fixé à un câble 72 enroulé sur un treuil.
On peut alors amener le socle 8 à l'arrière du navire de pose, sur une rampe inclinable 73. Les portions terminales respectives 21 et 20 des tronçons de conduite flexible 9 et 7 sont fixées au manifold 10' monté sur le socle 8. Le portique 60 repose sur les butées arrières 61a. Le bâti 31 du socle 8 est fixé à l'arrière à un premier câble 74 enroulé sur un treuil et le portique 60 est fixé par sa traverse à deux élingues reliées à un deuxième câble 75 également enroulé sur un treuil.
Avant de basculer la rampe 73, on s'assure d'un mou dans la portion de conduite flexible 9 située au dessus de la chaussette 71.
On bascule ensuite la rampe 73 comme illustré sur la figure 18. La chaussette 71 sui supporte la conduite 9 permet d'éviter l'apparition de mouvements de flexion qui seraient susceptibles d'endommager sinon le raccordement entre la conduite 9 et le manifold 10'.
La portion terminale 20 de conduite flexible est maintenue au moyen d'une gouttière 76 suspendue par une grue pour minimiser les moments de flexion exercés sur les extrémités des conduites flexibles.La rampe 73 est munie en partie haute d'une poulie de renvoi 77 sur laquelle passe le câble 74, qui soutient le socle 8 lorsque ce dernier est progressivement descendu dans l'eau en position sensiblement verticale. Le câble 74 reprend la quasi-totalité du poids du socle 8 lors de sa mise à l'eau.
Le socle 8 est ensuite descendu dans l'eau et lorsqu'il atteint une profondeur de quelques dizaines de mètres, on procède au détachement de la chaussette 71 à l'aide d'un robot manipulateur (R.O.V) comme illustré sur la figure 19. Le câble 75 relié au portique 60 n'est pas tendu. Le poids du socle 8 et du tronçon de conduite flexible situé sous ce dernier sont repris par le câble 74.
On procède ensuite au basculement progressif du socle 8 pour l'amener en position horizontale. Pour cela, on diminue progressivement la tension du câble 74 en augmentant celle du câble 75 et lorsque ce dernier est tendu, on détache le câble 74 au moyen d'un robot manipulateur. On se trouve alors dans la configuration de la figure 20, le socle 8 se situant à une dizaine de mètres de hauteur par rapport au fond. On a représenté sur cette figure par des hachures l'emplacement sur lequel le socle 8 doit être déposé.
Après la pose du socle 8 sur le fond sous-marin, on donne du mou au câble 75 avant de détacher le portique 60 du bâti 31 du socle 8 comme représenté sur la figure 21.
Pour détacher le portique 60, on fait tourner les organes rotatifs 63 au moyen d'un robot manipulateur de manière à dégager les crochets 66 des extrémités 67. Grâce à la distance séparant les organes rotatifs 63 du fond sous-marin, les organes rotatifs 63 se situent lors de leur actionnement à une hauteur du fond sous-marin suffisante pour que les éventuels nuages de particules soulevés par les hélices du robot manipulateur ne gênent pas la visibilité de ce dernier.
Après détachement du portique 60, ce dernier est récupéré et mis en place sur le socle 6 qui est posé d'une manière similaire.
Pour mener à bien la pose des tronçons 5, 7 et 9 et des socles 6 et 8, le navire de pose a décrit une boucle sans avoir à faire de marche arrière. On ne sort pas du cadre de l'invention en procédant en sens inverse, c'est-à-dire en posant d'abord le tronçon 5.
Pour effectuer la pose des boítes de raccordement des ombilicaux de commande, on amène au bout d'un câble la boíte de raccordement au-dessus du support correspondant et l'on engage dans le guide 33b de ce dernier une chaíne prolongeant inférieurement la broche de centrage associée, comme illustré sur la figure 22.
Après la pose des boítes de raccordement, on effectue à l'aide d'un robot manipulateur les opérations de raccordement des ombilicaux entre eux.
Avant d'effectuer le raccordement de la bride 11 avec la conduite 12 associée, on corrige si nécessaire l'orientation de l'axe H de la bride 11 en tournant à l'aide d'un robot manipulateur les molettes 45 et 50. On observe grâce à une caméra placée sur le robot manipulateur, le niveau à bulle 51 qui renseigne sur l'horizontalité du plateau 32.
On remarquera à l'examen de la figure 2 notamment que la bride 11 est située au fond d'une structure de guidage comportant deux panneaux 11a, 11b servant à positionner le raccord équipant la conduite 12 avant sa descente sur la bride 11. Un guide 11c permet le passage d'un câble utilisé pour plaquer si nécessaire ledit raccord contre les panneaux 11a et 11b avant sa descente sur la bride 11. On remarquera sur la figure 5 que les panneaux 11a et 11b sont reliés par un arceau 11d qui n'entrave pas l'accès du robot manipulateur à la bride 11, aux molettes 45 et 50 et permet au robot manipulateur de voir le niveau à bulle 51.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit.
On pourrait notamment, dans une variante de réalisation non représentée, monter le plateau 32 sur trois pieds disposés comme les sommets d'un triangle sur le bâti 31, et dont la hauteur serait réglable, de manière à pouvoir positionner le plateau avec une orientation choisie par rapport au bâti.
On pourrait encore, dans une autre variante non représentée, fixer sur le bâti le manifold pour le raccordement des conduites flexibles et de la conduite provenant de la tête de puits, en montant simplement la bride pour le raccordement de la conduite provenant du puits sous-marin sur un joint orientable du type joint sphérique, qui serait positionné avec l'orientation voulue à l'aide d'un robot manipulateur avant d'effectuer le raccordement.

Claims (16)

  1. Socle (6;8) de support de manifold pour une installation d'exploitation pétrolière, ce socle étant destiné à reposer sur le fond sous-marin et supportant un manifold (10:10') pour établir un raccordement étanche entre une conduite (12) provenant d'une structure sous-marine (2;3) telle qu'une tête de puits sous-marin et au moins une partie terminale (17;18;20;21) d'au moins un tronçon (5,7,9) de conduite flexible, le manifold (10:10') comportant en outre une bride de raccordement (11) à ladite conduite (12) provenant de ladite structure sous-marine (2;3), caractérisé en ce que le socle comporte des moyens pour orienter l'axe (H) de ladite bride de raccordement (11) dans une direction choisie avant d'établir le raccordement de ladite bride avec ladite conduite (12)
  2. Socle de support de manifold selon la revendication 1, ladite conduite (12) étant équipée d'un raccord comportant un organe de verrouillage pouvant venir en position de verrouillage par l'effet de la gravité, caractérisé par le fait que ladite direction choisie correspond à la verticale, avec une tolérance angulaire inférieure ou égale à 10° et de préférence inférieure ou égale à 5°.
  3. Socle de support de manifold selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un bâti fixe (31) destiné à reposer sur le fond sous-marin et un plateau (32) orientable par rapport au bâti et sur lequel est fixé ledit manifold (10:10').
  4. Socle de support de manifold selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit plateau (32) est relié audit bâti (31) par une articulation de type cardan.
  5. Socle de support de manifold selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour positionner et maintenir dans la position choisie ladite bride de raccordement (11).
  6. Socle de support de manifold selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour la fixation amovible (67) d'un portique (60) utilisé pour la pose et/ou la récupération du socle posé sur le fond sous-marin.
  7. Installation d'exploitation pétrolière off-shore (1) comportant deux socles (6,8), dont au moins un socle tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 6, chaque socle reposant sur le fond sous-marin, et supportant un manifold (10;10') relié à deux extrémités à deux embouts terminaux de tronçons de conduite flexible respectifs (5,7:7,9) fixés au manifold (10:10') sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre, chaque manifold (10;10') comportant en outre une bride (11) pour le raccordement étanche à une conduite (12) provenant d'une structure sous-marine telle qu'une tête de puits (2;3), les manifolds (10;10') des deux socles (6;8) étant reliés entre eux à une extrémité par un tronçon de conduite flexible (7) et reliés, à l'autre extrémité, par des tronçons de conduite flexible respectifs (5,9), à une installation d'exploitation en surface (4).
  8. Installation selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les portions des conduites flexibles proches des embouts fixés sur le manifold peuvent coulisser chacune dans un organe limiteur de courbure (56) solidaire dudit socle (6;8).
  9. Installation selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ledit organe limiteur de courbure (56) est constitué par un ensemble (56) de vertèbres (57,58) fixé à une extrémité audit socle (6,8) et à l'intérieur duquel peut coulisser ladite portion de conduite proche de l'embout fixé au manifold.
  10. Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée par le fait que lesdits manifolds ont chacun une forme général de T, ladite bride (11) de raccordement à la conduite (12) provenant de la structure sous-marine associée étant portée par la branche centrale du T.
  11. Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée par le fait que l'un (8) des deux socles supporte une vanne (14) permettant de faire communiquer ou d'isoler les manifolds (10,10') situés sur les deux socles (6,8).
  12. Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, comportant un réseau de lignes de télécommande d'organes sous-marins tels que des vannes, constitué de conduites de type ombilical, caractérisé par le fait que ce réseau comporte un premier ombilical reliant l'installation d'exploitation de surface et un premier socle (6) et un deuxième ombilical reliant le premier socle au second socle (8).
  13. Procédé de pose d'une installation pétrolière, cette installation comportant deux socles (6,8) destinés à reposer sur le fond sous-marin, dont au moins un socle tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 6, chaque socle (6,8) supportant un manifold (10;10') destiné à être relié à deux extrémités à deux tronçons de conduite flexible respectifs (5,7;7,9) fixés sur le manifold (10:10') sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre, chaque manifold comportant en outre une bride (11) pour le raccordement étanche à une conduite (12) provenant d'une structure sous-marine (2;3) telle qu'une tête de puits, lesdits manifolds étant destinés à être reliés entre eux à une extrémité par un tronçon de conduite flexible (7) et à l'autre extrémité par des tronçons de conduite flexible respectifs (5,9) à une installation d'exploitation en surface (4), ce procédé de pose comprenant les étapes consistant à, successivement :
    dérouler sur le fond au moyen d'un navire de pose un premier tronçon de conduite flexible (9),
    mettre à l'eau un premier socle (8) préalablement raccordé au premier tronçon et à un deuxième tronçon, tout en déroulant le début du deuxième tronçon et la fin du premier,
    dérouler sur le fond ledit deuxième tronçon de conduite flexible (7),
    mettre à l'eau le deuxième socle (16) préalablement raccordé au deuxième tronçon et à un troisième tronçon de conduite flexible, tout en déroulant le début du troisième tronçon et la fin du deuxième,
    dérouler sur le fond ledit troisième tronçon de conduite flexible,
       le navire de pose effectuant sensiblement une boucle pour poser les trois tronçons de conduite (9,7,5).
  14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé par le fait que la mise à l'eau de chaque socle (6,8) s'effectue alors que le socle est relié par deux câbles (74,75) au navire de pose, un premier câble (74) étant attaché à l'arrière du socle et un deuxième câble (75) étant attaché à un portique rigide (60) articulé sur le socle, seul le câble (74) relié à l'arrière du socle servant à soutenir le socle dans un premier temps de la descente, la tension dans ce câble étant relâchée lorsque le socle atteint une certaine profondeur, le câble (75) attaché au portique (60) servant alors à amener le socle dans une position sensiblement horizontale et ensuite à le retenir jusqu'à sa pose sur le fond sous-marin.
  15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que le portique (60) est fixé de manière amovible au socle de façon à pouvoir être récupéré après la pose du socle et servir à la pose du socle suivant.
  16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait que le portique (60) comporte au moins un organe d'actionnement rotatif (63) destiné à être actionné par un robot manipulateur, cet organe d'actionnement rotatif étant relié par une transmission (64) à un mécanisme apte à transformer la rotation dudit organe (63) en un mouvement de déverrouillage d'un crochet (66) de fixation du portique (60) sur le socle.
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