OA10886A - Dispositif de liaison d'une bouée de déchargement et d'une installation marine de production de produits pétroliers - Google Patents

Description

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La présente invention est relative à un dispositifde liaison d’une bouée de déchargement et d’uneinstallation marine de production de produits pétrolierséquipée de moyens de mouillage propres, ce dispositifcomprenant au moins une ligne sous-marine de transfertdesdits produits entre ladite installation et laditebouée.

Pour le déchargement des produits pétroliers stockéssur des structures de production telles qu’une plate-forme marine ou un vaisseau du type ’’FPSO" (de l’anglaisFloating, Production, Storage and Offloading Vessel),soit un vaisseau équipé de moyens de production, destockage et de déchargement desdits produits, on utiliseactuellement des bouées de déchargement telles que cellesconnues sous les sigle SPM (de l’anglais Single PointMooring) ou CALM (Catenary Anchor Leg Mooring) . Cesbouées sont classiquement mouillées, de manière permanente,par des lignes d’ancrage en caténaire, à distance duvaisseau FPSO, ou de la plate-forme avec lesquels ellescommuniquent par des lignes de transfert de produitspétroliers installées, également d.e manière permanente,pour le déchargement des produits stockés, ces lignes detransfert courant ordinairement sur le fond marin entrele vaisseau ou la plate-forme, et la bouée. Les lignes demouillage et les lignes de transfert utilisées rendentcette solution coûteuse, voire d’un prix prohibitif surdes fonds de grande profondeur.

Sur de tels fonds, où l’eau est très froide, le coûtdes lignes de transfert est encore accru par la nécessitéqu'il y a de les isoler thermiquement par des matériauxcoûteux et par le dimensionnement de ces lignes, qui doitassurer la résistance de la ligne à la haute pression del’eau.

Suivant une autre solution, la ligne de transfertest supportée par des arches flottantes retenues à une 010886 profondeur sensiblement constante par des lignes tendues ancrées sur le fond marin. L’ancrage de ces arches rend cette solution coûteuse, notamment sur des fonds de grande profondeur, de quelques centaines de mètres ou plus, par exemple.

La présente invention a pour but de réaliser undispositif de liaison d'une bouée de déchargement etd’une installation marine de production de produitspétroliers qui remplisse les conditions de sécuritérequises notamment lorsque le dispositif est installédans un environnement sévère, et qui soit cependant deréalisation et d’installation économiques, notamment surdes fonds de grande profondeur.

On atteint ces buts de l'invention, ainsi qued’autres qui apparaîtront à la lecture de la descriptionqui va suivre, avec un dispositif de liaison du typedécrit en préambule de la présente description,remarquable en ce qu’il comprend une ligne tendue pourcoupler les excursions de l’installation de production deproduits pétroliers et de la bouée, de manière à limiterl’amplitude des déplacements relatifs de laditeinstallation et de ladite bouée.

En limitant ainsi l'amplitude de ces déplacements,on assure le maintien d’un espace de sécurité suffisantentre la bouée et l’installation à décharger, espace quipeut être, par exemple, de l’ordre d’un mille marin.

Suivant l’invention, la ligne tendue utiliséesupporte la ou les lignes de transfert des produitspétroliers. Cette ligne supportant ladite ligne detransfert est positionnée en sous-surface, à une profondeurprédéterminée. En maintenant ainsi cette ligne, à 30 m deprofondeur environ par exemple, on assure la librecirculation des navires de surface entre l’installationet la bouée. Les lignes de transfert sont alors delongueur totale beaucoup plus faible que celle d’une 010886 3 ligne courant sur le fond marin, notamment lorsque celui- ci est à grande profondeur. Le dispositif de liaison suivant l’invention est alors de réalisation particulièrement économique. D’autres caractéristiques et avantages de laprésente invention apparaîtront à la lecture de ladescription qui va suivre et à l’examen du dessin annexédans lequel : - la figure 1 est une vue générale en élévation dudispositif de liaison suivant l’invention, - les figures 2 et 3 sont des vues en élévation eten plan respectivement, d'une partie du dispositifsuivant l'invention, située du côté de la bouée dedéchargement, et - la figure 4 est une coupe transversale d’un organede liaison utilisable dans le dispositif suivant1'invention.

On se réfère à la figure 1 du dessin annexé où ilapparaît que le dispositif suivant l'invention estdestiné à relier une installation marine 1 de productionet de stockage de produits pétroliers, telle qu'uneplate-forme flottante ou un navire du type FPSO défini enpréambule de la présente description, à une bouée dedéchargement 2 de produits pétroliers traités et stockéspar ladite l'installation marine 1. Le corps de cettebouée est, par exemple, de l'un des types mentionnés dansce même préambule.

Des lignes 3, classiquement en caténaire, ancréessur le fond marin 4, assurent le mouillage de l'installation1. Au moins deux lignes 5i,52 (voir figure 3) contribuentau mouillage de la bouée 2.

Suivant la présente invention, le dispositifcomprend un moyen 6 pour coupler les excursions del'installation flottante 1 et de la bouée 2, ce moyenprenant la forme d'une ligne tendue entre l'installation 010886 4 1 et les lignes de mouillage 5X, 52 de la bouée 2, poursupporter une ou plusieurs lignes de transfert 7X, 72 desproduits pétroliers expédiés par l'installation 1, versla bouée de déchargement 2, et transférés ensuite dans untanker (non représenté) amarré à cette bouée pourl'expédition desdits produits.

Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention,cette ligne tendue est constituée d'un tube 6,éventuellement cloisonné, plein d'air ou d'un autrefluide plus léger que l'eau, de manière à présenter uneflottabilité positive et répartie d'un bout à l'autre du tube,ce tube flottant 6 étant propre à supporter les lignes detransfert (7X,72) par l'intermédiaire de brides 9X.

La flottabilité répartie du tube améliore lecomportement dynamique de l'ensemble constitué par cetube et les lignes 7X,72 qu'il supporte. Les brides 9X(voir figure 4), réparties tout au long du tube flottant6, sont percées de trous 6', 7'i,7'2 s'adaptant au passagedu tube 6 et des lignes de transfert 7X,72 respectivement,pour réunir le tube 6 et les lignes 7X,72 en un faisceaucourant en sous-surface, à une profondeur prédéterminée,comme représenté à la figure 1. Cette profondeur esttypiquement de 30 m environ ou plus, de manière àpermettre le passage de très gros navires en surface, au-dessus du faisceau (6, 7X,72). Les abords de l'installation 1sont ainsi avantageusement bien dégagés pour lacirculation maritime.

Comme représenté aux figures 2 et 3, l'extrémité dutube flottant 6 qui est voisine de la bouée 2 est réunieaux lignes de mouillage 5X, 52 de la bouée par au moinsdeux lignes tendues 8X,82 dont les autres extrémités10x,102 sont fixées sur les lignes de mouillage 5X,52 dela bouée. Une barre d'écartement 11, sensiblementhorizontale et perpendiculaire au tube 6, est installée 010886 5 entre ces extrémités 101,102. Depuis ces extrémités leslignes 5x,52, ou selon un autre mode de réalisation, d’autreslignes constituées par des câbles et des chaînes,remontent vers des points de fixation sur la bouée 2,situés sensiblement dans un plan vertical P passant parl'axe X vertical de la bouée 2. On minimise ainsi lesefforts horizontaux transmis à la bouée 2 par les lignes5i, 52. L'autre extrémité du tube 6 est raccordée àl'installation 1 par l'intermédiaire d'un corps rigide 15fixé à cette installation de manière à transmettre lesefforts de tension du tube 6 aux lignes de mouillage 3.La flottabilité du tube 6 et la tension qui lui estappliquée lors de son installation sont ajustées pourassurer le support des lignes de transfert 7X,72 entredeux eaux, et la stabilité de l'ensemble du dispositifdans toutes les conditions opérationnelles.

Des lignes flexibles 12i,122 raccordent en souplesseles lignes de transfert 7lz72 respectivement, à la bouée 2. Des lignes similaires 13x,132 raccordent les autresextrémités de ces lignes 7Χ,72 à l'installation 1.

Suivant un autre mode de réalisation du dispositifselon l'invention, dans le cas où celui-ci ne nécessitepas la flottabilité supplémentaire apportée par le tube6, le moyen de couplage peut être constitué par un câbletendu entre l'installation 1 et la bouée de déchargement2, ce câble se substituant au tube 6 tel que représentésur la figure 4. Le câble supporte alors, avec des moyensappropriés (similaires aux brides 9χ), les lignes detransfert 7iz72.

Le dispositif décrit ci-dessus permet de fairepasser les lignes de transfert de fluides pétrolierssuivant un arc à faible flèche, directement de l'installationde production à la bouée de déchargement. C'est là une 010886 6 solution très économique, notamment sur des fonds degrande profondeur si on la compare à celle qui consiste àfaire courir des lignes sur le fond marin. Elle est aussiplus économique que celle qui consiste à faire courir leslignes de transfert sur des arches flottantes exigeantdes ancrages complexes et encombrants au niveau du fondmarin.

En outre, suivant une caractéristique importante dela présente invention, le moyen 6 de support des lignes7i,72 assure une fonction de couplage des déplacements del’installation 1 et de la bouée 2. C’est ainsi qu’uneexcursion de l’installation 1 dans une direction quelconque,sous l’action du vent ou d’un courant marin, par exemple,entraîne une excursion d'amplitude sensiblement équivalentede la bouée. Les lignes de mouillage 3, d’une part, et5i,52, d'autre part, assurent le rappel de l'installationet de la bouée, respectivement, vers leur positiond'équilibre. On maintient ainsi l'écartement de la bouéeet de l’installation 1 à une valeur sensiblementconstante, fonction de la longueur du moyen de couplage,ce qui est très favorable à la sécurité de ces unitésflottantes et des navires circulant autour d'elles.

Suivant l'invention encore, le moyen 6, tube oucâble, joue le rôle d'une ligne de mouillage pour labouée 2. Une telle bouée est classiquement ancrée àl'aide de trois lignes, ou faisceaux de lignes, demouillage distribuées angulairement autour d'elles. Surla figure 3, il apparaît que le tube ou câble 6 estagencé dans un plan de symétrie des lignes de mouillage5i, 52 de la bouée 2 pour faire fonction de troisième lignede mouillage de la bouée. Le coût du système d'ancrage decelle-ci s'en trouve réduit.

Un câble de secours 14 (voir figure 4) peut êtreprévu dans lé faisceau (6,7i,72) pour supporter leditfaisceau en cas de rupture du tube ou câble 6. 010886 7

Il apparaît maintenant que grâce au couplageintroduit par le moyen 6, l’invention permet biend'atteindre les objectifs de sécurité et d'économieannoncés, pour un dispositif de liaison à installer sur 5 des fonds de grande profondeur.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au modede réalisation décrit et représenté qui n'a été donnéqu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'invention n'est paslimitée à la liaison d'une installation de production et 10 de stockage, et d'une bouée de déchargement. L'installationpourrait être dépourvue de moyens de stockage, les lignesde transfert fonctionnant alors en permanence. De même,l'invention n'est pas limitée à la liaison d'une telleinstallation à une bouée de déchargement, stricto sensu, 15 un navire du type FSO (de l'anglais Floating, Storage,Offloading), soit un navire de stockage et de déchargement,pouvant prendre la place de la bouée du dispositifdécrit. De même, l'invention n'est pas limitée àl'utilisation de brides pour assembler le tube ou câble 6 20 avec les lignes de transfert en un faisceau, tout autretype d'organe de liaison pouvant être choisi par l'hommede métier.

Claims (12)

1. 010886 8 REVENDICAT IONS

   1. Dispositif de liaison d’une bouée de déchargement(2) et d’une installation marine (1) de production deproduits pétroliers équipée de moyens de mouillage (3)propres, comprenant au moins une ligne (7X,72) sous-marinede transfert desdits produits pétroliers entre laditeinstallation (1) et ladite bouée (2), caractérisé en cequ’il comprend une ligne tendue (6) pour coupler lesexcursions de l’installation (1) et de la bouée (2), demanière à limiter l’amplitude des déplacements relatifs deladite installation (1) et de ladite bouée (2) .
2. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractériséen ce que ladite ligne tendue (6) supporte la ligne detransfert (7χ,72) des produits pétroliers en sous-surface,à une profondeur prédéterminée.
3. 3. Dispositif conforme à la revendication 2,caractérisé en ce que ladite ligne tendue (6) estconstituée par un câble.
4. 4. Dispositif conforme à la revendication 2,caractérisé en ce que ladite ligne tendue (6) présenteune flottabilité positive pour supporter ladite ligne detransfert {71λ72) .
5. 5. Dispositif conforme à la revendication 4,caractérisé en ce que ladite ligne tendue (6) àflottabilité positive présente une flottabilité répartietout au long de ladite ligne de transfert (7χ,72).
6. 6. Dispositif conforme à la revendication 5,caractérisé en ce que ladite ligne tendue à flottabilitérépartie prend la forme d’un tube flottant (6).
7. 7. Dispositif conforme à l’une quelconque desrevendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite lignetendue (6) constitue une ligne de mouillage de la bouée(2) .
8. 8. Dispositif conforme à l’une quelconque desrevendications 2 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend 010886 9 des organes de liaison (9±) répartis pour réunir laditeligne tendue (6) et ladite ligne de transfert (7X,72) enun faisceau.
9. 9. Dispositif conforme à l'une quelconque des 5 revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'extrémité de ladite ligne tendue (6) située du côté de la bouée (2)est liée à au moins deux lignes de mouillage (5χ,52) de labouée (2) par au moins deux autres lignes tendues (8χ,82) .
10. 10. Dispositif conforme à la revendication 9, 10 caractérisé en ce qu'il comprend une barre d'écartement (11) installée entre lesdites autres lignes tendues(8i,82) de raccordement du tube flottant (6) aux lignes demouillage (5X,52) de la bouée, ladite barre (11) étantsuspendue à la bouée (2) dans un plan (P) sensiblement 15 vertical passant par l'axe (X) vertical de la bouée (2).
11. 11. Dispositif conforme à l'une quelconque desrevendications 2 à 10, caractérisé en ce qu'il comprenddes lignes flexibles (12χ, 122; 13t, 132) pour raccorder lesextrémités de la ligne de transfert (7lz72), au-delà de la 20 longueur de ladite ligne supportée par ladite lignetendue (6), à l'installation marine (1), d'une part, et àla bouée (2), d'autre part.
12. 12. Dispositif conforme à l'une quelconque desrevendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'un câble (14) 25 de support de secours de la ligne de transfert (7X,72)passe dans ledit faisceau.