[0001] La présente invention est relative aux plate-formes pétrolières et se rapporte plus
particulièrement au relevage de plates-formes pétrolières d'exploitation en mer.
[0002] On a constaté que dans certains régions du globe et en particulier en mer du Nord,
certains sites pétroliers sur lesquels sont installées des plates-formes d'exploitation
fixes, ont tendance à s'enfoncer en raison notamment de l'instabilité de certaines
couches du sous-sol provoquée par des cavités laissées dans le sous-sol par les opérations
de pompage de quantités importantes de pétrole hors des poches géologiques qui le
contiennent.
[0003] L'enfoncement du site se traduit par un affaissement du fond marin sur lequel reposent
des pylones des plates-formes pétrolières de sorte que leur hauteur au-dessus du niveau
de la mer diminue dangereusement et risque dans une délai de quelques années de rendre
ces plates-formes dangereuses pour le personnel d'exploitation notamment par gros
temps.
[0004] L'invention vise à créer un procédé et un dispositif permettant d'assurer le relevage
d'une plate-forme pétrolière d'une hauteur suffisante pour permettre à la plate-forme
d'être utilisée malgré l'enfoncement du sol marin sur lequel elle se trouve, jusqu'à
l'épuisement du gisement qu'elle exploite.
[0005] Elle a donc pour objet un procédé de relevage d'une plate-forme pétrolière d'exploitation
en mer comportant une plate-forme proprement dite ou pont, portée par des jambes prenant
appui sur le fond marin, caractérisé en ce qu'il consiste :
a) à fixer sur chacune des jambes de la plate-forme un dispositif de relevage formant
dispositif de renforcement dont les zones de fixation sur les jambes sont situées
de part et d'autre d'une région de la jambe à découper et à mettre le dispositif de
relevage sous charge;
b) à pratiquer dans ladite région (12) un découpage de la jambe (2) pour la séparer
en une portion inférieure (2a) prenant appui sur le sol marin et une portion supérieure
(2b) solidaire du pont;
c) lorsque toutes les jambes de la plate-forme sont découpées, à actionner les dispositifs
de relevage associés à chacune des jambes pour déplacer la plate-forme sur une course
correspondant au relevage désiré tout en contrôlant l'assiette de la plate-forme,
et à fixer entre les extrémités des portions (2a,2b) de chaque jambe une rehausse
(5) solidarisant à nouveau les deux portions de la jambe entre elles, et
d) à retirer les moyens de relevage.
[0006] Aux dessins annexés, donnés uniquement au titre d'exemple :
- la Fig.1 est une vue schématique en élévation d'une plate-forme pétrolière avant
relevage selon le procédé de l'invention;
- la Fig.2 est une vue analogue à celle de la Fig.1 de la plate-forme après relevage;
- la Fig.3 est une vue partielle en élévation à plus grande échelle d'une jambe de
plate-forme pétrolière sur laquelle est posé un dispositif de relevage suivant l'invention
avant relevage;
- la Fig.4 est une vue correspondant à celle de la Fig.3 montrant le dispositif de
relevage suivant l'invention en position de fin de relevage;
- la Fig.5 est une vue partielle à plus grande échelle d'une jambe de plate-forme
pétrolière montrant une première phase du procédé de relevage suivant l'invention;
- la Fig.6 est une vue analogue à celle de la Fig.5 montrant une seconde phase du
procédé de relevage suivant l'invention;
- la Fig.7 est une vue analogue à celles des Fig.5 et 6 montrant la jambe de la plate-forme
après relevage.
- les Figs.8 et 9 sont des vues schématiques en élévation montrant les phases de mise
en place de la tête du dispositif de relevage autour d'une jambe de plate-forme;
- les Fig.10 à 12 sont des vues analogues à celles des Fig.8 et 9 montrant la mise
en place des supports du dispositif de relevage;
- les Fig.13 et 14 sont des vues schématiques montrant l'installation des vérins
hydrauliques dans les supports du dispositif de relevage;
- la Fig.15 est une vue partielle de dessus montrant le support intermédiaire du dispositif
de relevage en place sur une jambe de plate-forme;
- la Fig.16 est une vue en plan du support intermédiaire du dispositif de relevage
suivant l'invention;
- la Fig.17 est une vue en plan du support inférieur du dispositif de relevage suivant
l'invention;
- la Fig.18 est une vue en coupe montrant un détail du support intermédiaire; et
- les Fig.19 et 20 sont des vues schématiques en élévation montrant la mise en place
d'une réhausse formant entretoise après relevage de la plate-forme.
[0007] La plate-forme représentée schématiquement à la Fig.1 comporte une plate-forme proprement
dite ou pont 1, supportée par des jambes tubulaires 2 réunies entre elles par des
treillis 3 de poutrelles métalliques et prenant appui sur le fond marin. Sur chacune
des jambes 2 est fixé d'une manière que sera décrite par la suite, un dispositif de
relevage 4 constitué par un ensemble de vérins hydrauliques. Les dispositifs de relevage
4 sont destinés, après découpage de chacune des jambes dans une région intermédiaire
entre les zones de fixation de chacun des dispositifs de relevage sur la jambe 2
à laquelle ils sont associés, à coopérer pour assurer le déplacement du pont 1 vers
le haut d'une distance appropriée.
[0008] Sur la Fig.2, on a représenté la plate-forme de la Fig.1 après relevage. On voit
que les dispositifs de relevage 4 sont en position d'extension.
[0009] Entre les portions de jambes 2a et 2b résultant du découpage de chacune des jambes
2 et dont les extrémités sont séparées par un intervalle résultant de l'opération
de relevage, sont intercalées des rehausses tubulaires 5 assurant la reconstitution
de la continuité de chacune des jambes.
[0010] Sur la Fig.3, on a représenté à plus grande échelle, une jambe 2 de la plate-forme
sur laquelle est mis en place un dispositif de relevage 4 constitué par deux vérins
hydrauliques 6 dont les cylindres 7 sont solidarisés entre eux par des supports 8
et 9 soudés à la jambe 2 dans des zones situées au-dessous de la région de la jambe
qui doit être découpée. Les tiges 10 des vérins 6 prennent appui par une tête 11 soudée
au-dessous de la partie inférieure du pont 1.
[0011] Sur la Fig.3, les vérins 7 du dispositif de relevage 4 sont représentés en position
rétractée. Entre le premier support 8 qui assemble les extrémités supérieures des
cylindres 7 et la tête 11 d'appui des tiges 10 des vérins, on a représenté en trait
mixte une région 12 dans laquelle la jambe 2 doit être découpée. Avant de procéder
au découpage, on met en charge les vérins 6 du dispositif 4 qui joue alors le rôle
de dispositif de renforcement en reprenant les efforts exercés par la masse du pont
sur la jambe correspondante.
[0012] Sur la Fig.4, les vérins 6 du dispositif de relevage 4 sont représentés en position
d'extension, les tiges 10 des vérins étant sorties et ayant assurées par l'intermédiaire
de la tête 11 d'appui de leurs extrémités libres, un déplacement vers le haut de la
portion supérieure 2b de la jambe 2, la portion inférieure 2a de celle-ci qui prend
appui sur le fond marin servant elle-même d'appui par l'intermédiaire des supports
8 et 9 d'assemblage des cylindres 7 des vérins 6 lors de l'application de l'effort
de levage au pont 1 par lesdits vérins.
[0013] La course des tiges de vérins 10 correspond à la hauteur de relevage de la plate-forme.
Cette hauteur de relevage est matérialisée par un intervalle 13 résultant du déplacement
relatif des parties 2a et 2b de la jambe 2 après découpage de celle-ci dans la zone
12.
[0014] On va maintenant se référer aux Fig.5 à 7 pour décrire plus en détail les diverses
phases de l'opération de relavage de la plate-forme en considérant l'une des jambes
de celle-ci.
[0015] On voit sur la Fig.5, une première phase de l'opération au cours de laquelle après
la mise en place du dispositif de relevage 4 et mise en pression des vérins 6 de celui-ci,
on a découpé dans la jambe 2 un tronçon de tube dans la région 12 et on a retiré celui-ci
de sorte que les portions de jambes infé rieure 2a et supérieure 2b sont maintenant
séparées par un intervalle. Le maintien en place des portions 2a et 2b est assuré
par le dispositif de relevage qui constitue ainsi au cours de la phase initiale des
opérations, un dispositif de renforcement de la jambe 2.
[0016] Comme le montre la Fig.6, dans l'intervalle ménagé entre les portiosn inférieure
2a et supérieure 2b de la jambe 2, on insère une pièce de liaison 14 en deux parties
pourvues de collerettes d'extrémité 15, 16 réunies entre elles par des boulons d'assemblage
17. Chacune des parties 15, 16 de la pièce 14 est soudée à l'extrémité de la portion
correspondante 2a, 2b de la jambe 2. Grâce à cette opération on reconstitue l'intégrité
de la jambe 2 tout en la rendant séparable et par conséquent prête à subir l'opération
de relevage de la plate-forme.
[0017] Les deux parties 15, 16 de la pièce 14 sont munies de cônes complémentaires de centrage
(non représentés) destinés d'une part à centrer les collerettes l'une par rapport
à l'autre et d'autre part, à supporter les efforts latéraux.
[0018] Une telle technique permet de procéder tour à tour à la préparation de toutes les
jambes de la plate-forme sans compromettre la stabilité de celle-ci et, lorsque toutes
les jambes ont subi l'insertion d'une pièce de liaison 14 correspondante, d'attendre
les conditions atmosphériques favorables pour procéder au relevage proprement dit
en un minimum de temps.
[0019] La Fig.7 est une vue correspondant à celles des Figs.6 et 5 et sur laquelle on voit
que l'opération de relevage est terminée. Les tiges 10 des vérins 6 sont sorties et
ont provoqué le déplacement vers le haut de la portion de jambe 2b par rapport à la
por tion 2a et une rehausse tubulaire 5 a été insérée dans l'intervalle ménagé entre
les extrémités des portions 2a et 2b pour reconstituer l'intégrité de la jambe 2.
La rehausse 20 comporte à ses extrémités des collerettes 21, 22 qui sont solidarisées
avec les collarettes respectives 15, 16 de la pièce 14 en deux parties qui avait été
insérée à la place du tronçon de tube retiré par découpage, au cours de la phase des
opérations représentées à la Fig.6. Les collerettes 21, 22 sont elles aussi munies
de cônes de centrage (non représentés) complémentaires des cônes des collerettes
15 et 16 de la pièce 14 avec lesquelles elles sont destinées à coopérer.
[0020] Les collerettes 15 et 21 d'une part et 16 et 22 d'autre part, sont réunies par des
boulons d'assemblage analogues aux boulons 17.
[0021] On va maintenant décrire la mise en place du dispositif de relevage suivant l'invention
sur une jambe de plate-forme.
[0022] Cette mise en place commence par l'installation de la tête 11 d'appui des extrémités
des tiges 10 des vérins 6 contre la partie inférieure du pont 1 entourant la jambe
2 correspondante.
[0023] Comme le montre la Fig.8, le pont 1 comporte un plancher inférieur 25 pourvu dans
la région entourant la jambe 2 de moyens d'accrochage 26 pour des câbles 27 enroulés
chacun sur un treuil 28. Chaque treuil 28 est disposé dans une demi-poutre ou mâchoire
29 destinée à former après montage la tête 11. Chacune des mâchoires est réalisée
en forme de caisson en tôle mécano-soudée et comporte sur son côté destiné à venir
en contact avec la jambe 2, un évidement semi-cylindrique.
[0024] Sur la Fig.8, on a représenté les deux mâ choires 29 destinées à constituer la tête
11, accrochées respectivement à leur câble de suspension 27. Chacune des mâchoires
est pourvue d'un crochet 30 destiné à coopérer avec un taquet 31 prévu sur la jambe
2. Lorsque l'on actionne les treuils 28 situés dans chacune des mâchoires 29, on provoque
le déplacement de ces mâchoires vers le haut jusqu'à ce qu'elles se trouvent dans
des positions en regard l'une de l'autre, de façon que les bords de leurs évidements
semi-cylindriques soient en contact mutuel et que leur crochet 30 soit en prise avec
le taquet 31. On peut alors procéder aux opérations de soudage bord à bord des mâchoires
29 dans des régions 31 diamétralement opposées.
[0025] Lorsque le soudage est terminé, la tête 11 constituée de ses deux mâchoires soudées
entre elles est toujours en suspension sur les câbles 27. On coupe alors les crochets
30 et on actionne à nouveau les treuils 28 pour provoquer le déplacement de la tête
11 le long de la jambe 2 jusqu'à ce qu'elle soit appliquée contre le plancher 25
du pont 1 comme représenté à la Fig.10.
[0026] Lorsque cette opération est terminée, on procéde à la fixation de la tête 11 par
soudage à la jambe 2 d'une part et au pont 25 d'autre part.
[0027] Les câbles 27 peuvent alors être libérés des éléments d'accrochage 26 du plancher
25.
[0028] Les treuils 28 sont ensuite utilisés pour la mise en place du support intermédiaire
8 qui est lui aussi formé de deux demi-poutres ou mâchoires 32 en forme de caisson
en tôle mécano-soudée d'une structure analogue à celle des mâchoires de la tête 11
et qui comporte comme celles-ci des crochets 33 coopérant avec un taquet 34 prévu
sur la jambe 2 et disposé à une distance appropriée au-dessous du taquet 31, destiné
à la mise en place de la tête 11. Celle-ci sert alors d'élément de suspension pour
les mâchoires 32 qui sont mises en place et soudées entre elles bord à bord et également
à la jambe 2 dans la position représentée à la Fig.12. Lorsque les opérations de
soudage sont terminées, les crochets 33 sont coupés.
[0029] Le support inférieur 9 qui n'aura à supporter que des efforts verticaux dus à son
propre poids est réalisé en tôle d'acier. Il est beaucoup plus léger que la tête 11
et le support intermédiaire 8, de sorte qu'il peut être mis en place sur la jambe
2 par des moyens de levage couramment prévus sur un navire.
[0030] En se référant à nouveau à la Fig.3, on voit que la tête 11 est mise en place autour
d'une portion verticale de la jambe 2 alors que le support intermédiaire 8 ou premier
support et le support inférieur 9 ou second support, sont fixés à une partie inclinée
de cette jambe.
[0031] La position du support intermédiaire 8 sur une partie inclinée de la jambe 2 est
représentée en plan à la Fig.15, sur laquelle on a également représenté certaines
des poutrelles du treillis de poutrelles métalliques 3 de liaison des jambes entre
elles.
[0032] Le support intermédiaire 8 est représenté plus clairement à la Fig.16. Ce support
est constitué comme indiqué précédemment de deux mâchoires 32 dont les côtés en regard
soudés entre eux comportent des évidements semi-cylindriques 35 définissant ensemble
un passage pour la jambe 2, dont l'axe est parallèle à l'axe de la partie inclinée
de la jambe sur laquelle le support 8 est monté.
[0033] Chacune des mâchoires 32 qui constituent le support 8 comporte une fourche 36 destinée
à la réception du cylindre 7 d'un vérin 6 correspondant.
[0034] Le support 8 contient avantageusement un dispositif principal de commande hydraulique,
des pompes d'alimentation des vérins 6 ainsi que des canalisations de liaison hydraulique
correspondantes (non représentés). Sur les côtés du support 8 sont disposés des réservoirs
de fluide hydraulique 37 représentés en trait mixte sur la Fig.15.
[0035] La mise en place du cylindre 7 d'un vérin dans une fourche 36 du support 8 est assurée,
comme représenté à la Fig.18 par l'intermédiaire d'une cale annulaire 39 placée sur
le dessus de la fourche 36 et comportant un siège annulaire 40 de profil sphérique
de grand diamètre avec lequel coopère une portée 41 de forme correspondante prévue
sur un épaulement 42 de la surface extérieure du cylindre 7 du vérin correspon-dant.
[0036] Un tel agencement permet d'assurer un rattrapage des éventuelles imprécisions de
montage des vérins en vue d'assurer une poussée de ceux-ci dans une direction bien
verticale.
[0037] Le support inférieur 9 qui est d'une structure plus légère que le support intermédiaire
8, comporte un évidement latéral 43 semi-circulaire dans lequel est engagée la jambe
2 sur une portion de sa périphérie.
[0038] Le support 9 comporte par ailleurs des fourches 44 destinées à recevoir les extrémités
inférieures des cylindres 7 des vérins 6.
[0039] Dans la mode de réalisation qui vient d'être décrit, les dispositifs de relevage
comportent chacun deux vérins. On comprendra cependant que pour une plate-forme de
structure et de poids plus important, il est également possible de prévoir des dispositifs
de relevage comporant un nombre plus important de vérins. Dans un tel cas, la tête
d'appui des tiges des vérins et les supports intermédiaire et inférieur seront conçus
de manière analogue aux éléments correspondants du présent mode de réalisation mais
de manière à recevoir le nombre de vérin souhaité.
[0040] Sur les Fig.13 et 14, on a représenté la phase de manipulation d'un vérin 6 en vue
de sa mise en place dans les supports 8 et 9 et sous la tête 11.
[0041] A cet effet, dans le pont 25 est monté un rail 45 dont une partie fait saillie en
porte-à-faux par rapport au pont et dans lequel est monté déplaçable un chariot 46
entrainé par un moteur électrique 47 et pourvu de moyens de suspension du vérin 6
par l'intermédiaire d'un câble 48.
[0042] La Fig.13 montre le vérin 6 suspendu avant sa mise en place, tandis que la Fig.14
représente le vérin amené par le chariot 46 dans la position désirée au-dessous de
la tête 11, l'extrémité supérieure du cylindre 7 du vérin 6 étant engagée dans la
fourche 36 correspondante du support intermédiaire 8.
[0043] Ce même dispositif de manutention est utilisé pour la mise en place des rehausses
5 une fois que les opérations de relevage sont terminées (Fig.19 et 20).
[0044] La conduite des opérations de relevage est assurée sous la commande d'un ordinateur
central qui reçoit à chaque instant des informations relatives à la position de tous
les vérins associés aux jambes de la plate-forme et qui élabore pour le circuit hydraulique
de commande des pompes d'alimentation des vérins des signaux de commande destinés
à provoquer l'accélération ou le ralentissement de la montée des tiges des vérins
correspondants en fonction des données de consigne d'assiette de la plate-forme à
respecter.
[0045] La position instantanée de chacun des vérins est donnée par exemple par des systèmes
de capteurs du type électromagnétique incorporés aux vérins.
[0046] Grâce à l'agencement qui vient d'être décrit, il est possible d'assurer dans de
bonnes conditions et en quelques heures le relevage et la consolidation en position
relevée d'une plate-forme pétrolière de très fort tonnage. Les vérins utilisés dans
les dispositifs de relevage sont des vérins à très grande course pouvant atteindre
six mètres.
[0047] Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, les extrémités des tiges de
vérins prennent appui sur une tête 11 fixée au-dessous de la partie inférieure du
pont. On peut également envisager de faire porter les extrémités des tiges des vérins
directement contre la paroi inférieure du pont en prévoyant dans celui-ci des éléments
de renforcement suffisants pour supporter les efforts de levage des vérins.
1. Procédé de relevage notamment d'une plate-forme pétrolière d'exploitation en mer
comportant une plate-forme proprement dite ou pont, portée par des jambes prenant
appui sur le fond marin, caractérisé en ce qu'il consiste :
a) à fixer sur chacune des jambes (2) de la plate-forme un dispositif de relevage
(4) formant dispositif de renforcement dont les zones de fixation sur les jambes (2)
sont situées de part et d'autre d'une région (12) de la jambe à découper et à mettre
le dispositif de relevage sous charge;
b) à pratiquer dans ladite région (12) un découpage de la jambe (2) pour la séparer
en une portion inférieure (2a) prenant appui sur le sol marin et une portion supérieure
(2b) solidaire du pont;
c) lorsque toutes les jambes de la plate-forme sont découpées, à actionner les dispositifs
de relevage associés à chacune des jambes pour déplacer la plate-forme sur une course
correspondant au relevage désiré tout en contrôlant l'assiette de la plate-forme,
et à fixer entre les extrémités des portions (2a,2b) de chaque jambe une rehausse
(5) solidarisant à nouveau les deux portions de la jambe entre elles, et
d) à retirer les moyens de relevage.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le découpage pratiqué
dans chaque jambe (2) consiste à découper et à retirer un tronçon de ladite jambe
pour former un intervalle entre les extrémités des portions inférieure (2a) et supérieure
(2b) de la jambne (2).
3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste en outre
à insérer dans ledit intervalle formé par le retrait dudit tronçon de jambe, une
pièce (14) en deux parties (15, 16) réunies entre elle par des moyens d'assemblage
amovibles (17) à souder chacune des deux parties de ladite pièce respectivement à
une extrémité de la portion correspondante (2a, 2b) de la jambe, pour reconstituer
momentanément l'intégrité de ladite jambe et à retirer les moyens d'assemblage amovibles
(17) immédiatement avant de procéder à l'actionnement des dispositifs de relevage.
4. Dispositif de relevage destiné à la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque
des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte associé à chaque jambe
(2) de la plate-forme, au moins un premier support (8) fixé à ladite jambe au-dessous
de la région (12) à découper et au moins deux vérins hydrauliques (6) dont les cylindres
(7) sont engagés dans ledit support (8) et dont les tiges (10) prennent appui contre
la paroi inférieure du pont (1) de la plate-forme.
5. Dispositif de relevage suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte
en outre un second support (9) fixé à la jambe (2) au-dessous du premier support (8)
et dans lequel sont engagées les extrémités inférieures des cylindres (7) des vérins
(6).
6. Dispositif de relevage suivant l'une des revendication 4 et 5, caractérisé en ce
qu'il comporte en outre une tête (11) fixée à la jambe (2) contre la paroi inférieure
du pont (1) de la plate-forme, contre laquelle prennent appui les extrémités des tiges
(10) des vérins (6).
7. Dispositif de relevage suivant l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce
que ledit pre mier support (8) est formé de deux demi-poutres ou mâchoires (32) pourvues
chacune d'une évidement semi-cylindrique (35) et assemblées entre elles et à la jambe
(2) par soudage, les évidements semi-cylindriques (35) constituant un passage pour
la jambe (2) et et des fouches (44) de réception des cylindres (7) des vérins (6).
8. Dispositif de relevage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le cylidre
(7) de chaque vérin (6) prend appui sur la fourche correspondante (44) dudit premier
support par l'intermédiaire d'une cale annulaire (39) comportant un siège (40) de
profil sphérique et coopérant avec une portée (41) de forme correspondante prévue
sur un épaulement (42) dudit cylindre.
9. Dispositif de relevage suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce
que ladite tête (11) est formée de deux demi-poutres ou mâchoires (29) assemblées
entre elles et à la jambe (2) par soudage et pourvues d'évidements semi-cylindriques
qui forment ensemble un passage pour ladite jambe.
10. Dispositif de relevage suivant la revendication 9, caractérisé en ce que dans
chaque mâchoire (29) de ladite tête (11) est disposé un treuil (28) de manutention
de ladite mâchoire au moyen d'un câble (27) dont l'extrémité libre est fixée à un
moyen d'accrochage (26) solidaire du pont (1), et en ce que lesdits treuils constituent
également des moyens de manutention des mâchoires (32) du premier support (8) après
la fixation de ladite tête contre la paroi inférieure du pont (1).
11. Dispositif de relevage suivant l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en
ce que lesdits mâchoires (32) du premier support (8) et lesdites mâchoires (29) de
la tête (11) sont pourvues de crochets respectifs (30, 33) portés par la jambe pour
assurer le maintien desdites mâchoires en position sur la jambe (2) en vue des opérations
de soudage des mâchoires entre elles et àla jambe (2).
12. Dispositif de relevage suivant l'une des revendications 5 à 11, caractérisé en
ce que ledit second support (9) comporte un évidement latéral semi-circulaire (43)
dans lequel est engagée la jambe (2) et des fourches (44) de réception des extrémités
inférieures des cylindres (7) des vérins (6) correspondants.