Système et procédé de raccordement entre deux ensembles mobiles l'un par rapport à l'autre, notamment dans des installations sous-marines

Description

[0001] La présente invention concerne un système de raccordement entre un ensemble fixe ou momentanément fixe et un ensemble mobile, notamment dans des installations sous-marines ainsi qu'un procédé pour raccorder de façon étanche deux extrémités de deux conduites distinctes et mobiles l'une par rapport à l'autre.

[0002] Par ensemble fixe, on entend tout ensemble stationnaire tel qu'une tête de puits d'exploitation pétrolière, un collecteur qui est relié à un ensemble de têtes de puits, ou encore une partie d'une installation fixe ancrée dans le fond marin, comme par exemple une conduite du type flexible qui est considérée comme étant fixe au moment du raccordement, ces éléments étant cités à titre d'exemple.

[0003] Par ensemble mobile, on entend tout ensemble qui est situé initialement à une certaine distance, plus ou moins grande de l'ensemble fixe auquel il doit être relié. L'ensemble mobile peut être constitué, par exemple, par l'extrémité d'une conduite flexible reposant sur le fond marin ou sur un traîneau (sled en anglais) et dont l'autre extrémité est raccordée, par exemple, à un dispositif sous-marin de production, ou une conduite de liaison intermédiaire (spoolpiece en anglais).

[0004] Dans l'industrie pétrolière et plus particulièrement dans l'exploitation pétrolière en mer, loin des côtes, les installations sous-marines sont parfois à de grandes profondeurs atteignant 1 000 m et même davantage. Pour réaliser des connexions entre divers ensembles des installations sous-marines, sans faire appel à des plongeurs ou à des techniques similaires, on utilise, de plus en plus, certains types de robots télécommandés depuis la surface (ROV en anglais, acronyme de Remotely Operated Vehicule) qui sont capables de transporter et/ou de déplacer des charges plus ou moins lourdes et d'effectuer des opérations diverses et variées telles que des connexions entre des éléments et des installations sous-marines.

[0005] Un des systèmes de connexion les plus connus est celui qui est dénommé DMaC (acronyme de Diverless Maintained Cluster) et décrit dans le Journal OFFSHORE ENGINEER, Avril 1990, p. 71-74 : OC 6720, p. 209-220.

[0006] D'autres systèmes de connexion existent, comme celui commercialisé par la société SON SUB, sous la référence DFCS (Diverless Flowline Connection System). Le DFCS utilise un ROV et un câble de traction permettant le guidage de l'élément mobile en direction de l'élément fixe.

[0007] Les systèmes de connexion connus sont réalisés de sorte que les moyens de raccordement sont montés dans un dispositif d'extrémité qui est solidaire de l'ensemble fixe. Lorsque les essais de vérification d'étanchéité effectués avant l'utilisation opérationnelle de la canalisation ou périodiquement en cours d'utilisation, sont défectueux, il est nécessaire de réparer ou changer les moyens de raccordement et, en particulier, les organes d'étanchéité. Dès lors, une ou plusieurs interventions compliquées et très onéreuses sont indispensables du fait que les organes nécessitant la ou les interventions sont disposés à l'intérieur de l'ensemble fixe.

[0008] Dans un autre système tel que celui commercialisé par la société KONGSBERG OFFSHORE il est proposé des moyens spécifiques pour ancrer sur la structure fixe sur laquelle est montée l'extrémité fixe d'une conduite, un câble de traction déroulé d'un treuil qui est monté sur un robot commandé à distance (ROV).

[0009] Dans une demande déposée au nom de la demanderesse mais non encore publiée, on propose d'intégrer les moyens d'étanchéité et de verrouillage dans une cassette flottante qui constitue une interface entre les extrémités des conduites à raccorder, ladite cassette participant également au guidage et au centrage desdites extrémités à raccorder. Toutefois, les utilisateurs préfèrent parfois monter les moyens de verrouillage soit sur l'extrémité fixe avant le raccordement soit sur les deux extrémités après raccordement.

[0010] Le document US 4 906 136 fait connaître un système de raccordement présentant les caractéristiques figurant au préambule de la revendication 1 amendée.

[0011] Dans tous les cas d'utilisation d'un robot commandé à distance, ce dernier, après ancrage du ou des câbles de traction sur la structure fixe, vient prendre l'extrémité mobile qui est généralement posée sur le fond marin pour la déplacer vers la structure fixe qui comprend l'extrémité fixe de la conduite à raccorder à la conduite mobile. Dans certaines configurations sous-marines, les conduites à raccorder sont sensiblement dans un même plan horizontal, généralement le fond sous-marin. Dans d'autres configurations, les conduites à raccorder sont dans des plans nettement différents, comme c'est le cas lorsque la conduite fixe est montée sur une tête de puits sous-marine ou un collecteur.

[0012] Quelle que soit la configuration, le robot doit se fixer sur un traîneau (sled en anglais) sur lequel est montée de façon solidaire l'extrémité de la conduite mobile. Cette fixation peut être effectuée de manière directe en fixant la partie inférieure du robot qui est dénommée caisson dans ce qui suit (skid en anglais) et qui renferme au moins en partie un équipement comprenant un ou plusieurs treuils, des câbles de traction, éventuellement des vérins de commande. Une autre manière de fixer le robot au traîneau est de fixer d'abord le caisson sur le traîneau puis de procéder à la liaison entre le robot et le caisson. Après ancrage des câbles de traction sur l'ensemble ou structure fixe et après que le robot soit rendu solidaire du traîneau, débute la phase de transport de la conduite mobile vers l'extrémité de la conduite fixe. Lorsque les conduites sont à des niveaux différents, la conduite mobile est levée et transportée vers la conduite fixe. Au cours de la phase de levage, le robot se cabre en basculant vers l'arrière, l'angle d'inclinaison du robot par rapport à une direction horizontale sensiblement parallèle au fond marin augmentant au fur et à mesure que le robot approche de la structure fixe. Le basculement de la partie arrière du robot ou du caisson qui lui est solidaire entraîne des conséquences plus ou moins graves qui dépendent des zones d'impact du robot. Lorsque l'arrière de ce dernier heurte la conduite mobile, il peut se produire un endommagement de ladite conduite. Lorsque l'arrière s'enfonce dans le fond marin et lorsque ce dernier est meuble, par exemple du type vase, alors le robot peut subir également un endommagement et doit en tout cas développer des forces importantes pour se désenliser. De plus, le ou les propulseurs, généralement à hélices, étant en fonctionnement et soufflant de l'avant vers l'arrière, il se produit un nuage de particules tout autour du robot, qui, dans l'approche finale vers la structure fixe, peut retomber au moins en partie sur les moyens de verrouillage lorsque ces derniers sont montés sur la conduite fixe avant le raccordement des deux extrémités. L'introduction, même réduite, de particules dans les moyens de verrouillage peut provoquer un défaut d'étanchéité et même une usure précoce desdits moyens de verrouillage.

[0013] La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de proposer un système et un procédé de raccordement entre deux extrémités de conduites qui soient simple à mettre en oeuvre et qui permettent d'assurer le raccordement en toute sécurité.

[0014] Un objet de la présente invention concerne un système de raccordement entre deux ensembles mobiles l'un par rapport à l'autre, du type comprenant un robot commandé à distance comportant des moyens de propulsion et au moins un équipement incluant des moyens de traction qui se fixent sur l'ensemble considéré comme étant fixe pendant le raccordement, des moyens de fixation sur l'autre ensemble considéré comme étant mobile et devant être raccordé audit ensemble fixe, des moyens de treuillage desdits moyens de traction, ledit équipement étant au moins partiellement logé dans un caisson de réception, caractérisé en ce que le robot commandé à distance comprend en outre un châssis frontal pivotant autour d'un axe de pivotement, ledit châssis frontal comportant lesdits moyens de fixation sur l'ensemble mobile, le pivotement dudit châssis frontal étant commandé de sorte que pendant le déplacement de l'ensemble mobile vers l'ensemble fixe, ledit robot soit maintenu constamment dans une position sensiblement horizontale.

[0015] Selon une autre caractéristique de l'invention, le châssis pivotant comprend les vérins de commande. De cette manière, l'axe de chaque piston de vérin est toujours parallèle à celui des organes de guidage et de centrage fixés sur l'ensemble mobile.

[0016] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels :

• la figure 1 est une représentation schématique d'un raccordement entre deux ensembles à raccorder et mobiles l'un par rapport à l'autre,
• les figures 2a et 2b sont des vues en perspective d'un réceptacle selon un aspect de l'invention, la figure 2a ne comportant pas de moyens de verrouillage et la figure 2b comportant des moyens de verrouillage,
• les figures 3a et 3b sont des vues en perspective d'un robot commandé à distance utilisé pour le raccordement de la figure 1,
• la figure 4 est une vue en perspective du châssis frontal pivotant du robot des figures 3a et 3b,
• la figure 5 est une représentation schématique des moyens de blocage des broches de guidage et de centrage,
• la figure 6 est une représentation schématique et partielle des moyens de redressement et d'alignement de l'ensemble mobile par rapport à l'ensemble fixe,
• la figure 7 est une vue en perspective partiellement coupée des moyens d'étanchéité entre les deux extrémités des conduites lorsqu'elles sont raccordées,
• la figure 8 est une représentation schématique des moyens de purge,
• les figures 9a et 9b sont des vues en perspective d'une unité de flottaison pour le déplacement des moyens de verrouillage,
• les figures 10a et 10b représentent schématiquement deux phases d'approche du robot vers la structure fixe.

[0017] Dans un système de raccordement entre deux ensembles dont un est considéré comme étant fixe au moins pendant le raccordement et dont l'autre est mobile, on utilise généralement un robot commandé à distance ou ROV, acronyme anglais de Remote Operated Vehicule. L'ensemble fixe est constitué par une structure fixe 1, par exemple une tête de puits ou un manifold sous-marin, dans laquelle est montée de manière également fixe une extrémité 2a d'une conduite 2. L'ensemble mobile est constitué par une conduite flexible 3 dont l'extrémité libre 4, à raccorder avec l'extrémité fixe 2a de la conduite 2, est solidaire d'un traîneau 5 (sled en anglais) (figure 1).

[0018] Un réceptacle 6 (figure 2) est rendu solidaire de la structure fixe 1 suivant une direction généralement inclinée pour faciliter le raccordement, l'angle d'inclinaison étant de l'ordre de 15° par rapport à l'horizontale, correspondant à l'angle naturel d'une conduite flexible au moment du raccordement avec une conduite fixe. Le réceptacle 6 (figure 2a) comprend une paroi frontale 7 dans laquelle est ménagée une ouverture 8 pour l'accès de l'extrémité mobile 4 de la conduite flexible 3, et une paroi arrière 9 dans laquelle est ménagée également un orifice 10 pour le passage de l'extrémité fixe 2a à raccorder à l'extrémité mobile 4. Des orifices 10a sont ménagés également sur la paroi arrière 9 et servent à la fixation et au positionnement de l'extrémité 2a de la conduite fixe 2 par rapport à ladite paroi qui constitue la référence de positionnement pour les divers éléments participant au raccordement. Le réceptacle 6 comprend également des logements de guidage présentant la forme d'entonnoirs 11 qui sont disposés latéralement de part et d'autre des ouvertures d'accès 8 et 10, chaque entonnoir 11 comportant une fente 12 ménagée le long d'au moins une partie d'une génératrice supérieure. Au-dessus de chaque entonnoir 11 et de préférence légèrement décalé vers les ouvertures 8 et 10, est ménagé un passage 13 pour la réception de pistons qui seront décrits ultérieurement. Le réceptacle 6 comprend également sur au moins un des côtés latéraux un bâti constitué par des plaques latérales 14 dans lesquelles sont ménagés des trous ou logements 15 servant à recevoir des lests d'une unité de flottaison qui sera décrite ultérieurement. Les trous 15 peuvent présenter des dimensions différentes, qui dépendent uniquement que des dimensions des lests, eux-mêmes dépendant du poids à compenser. Un trou de centrage 15a est également prévu pour recevoir un pion de centrage de l'unité de flottaison.

[0019] Les dimensions internes du réceptacle 6 et notamment la distance séparant les parois frontale 7 et arrière 9 sont choisies de telle sorte que l'espace intérieur 16 dudit réceptacle soit suffisant pour déplacer entièrement des moyens de verrouillage 60 qui seront utilisés pour verrouiller les extrémités raccordées dans leur position finale de raccordement (figure 2b). L'espace 16 est également approprié pour éventuellement y loger des moyens d'inspection.

[0020] Le robot désigné dans son ensemble par la référence 17 et représenté sur les figures 3a et 3b comprend, de manière connue en soi un caisson inférieur 18 (skid en anglais) dans lequel est logé au moins partiellement un équipement comportant des treuils 19 pour enrouler et dérouler des câbles de traction 20, et tous les autres accessoires nécessaires à son déplacement, comme par exemple les moteurs de propulsion 21.

[0021] Une caractéristique importante de la présente invention est de monter solidaire du caisson inférieur 18 un châssis frontal 22 qui pivote autour d'un axe de pivotement horizontal 23, de sorte que ledit châssis frontal 22 peut pivoter par rapport au caisson qui reste fixe et solidaire du robot. Le châssis frontal 22 comprend au moins deux bras latéraux 24 qui pivotent avec ledit châssis frontal, lesdits bras 24 étant constitués chacun par une cornière de forme triangulaire. Sur au moins un et, de préférence sur chaque bras 24 est fixé un petit tube mince 25 à travers lequel passe un câble de traction qui se trouve, de la sorte, guidé. Des pions de positionnement 26 sont prévus sur le châssis frontal et servent à relier ledit châssis avec le traîneau 5, la fixation définitive entre le châssis frontal 22 et le traîneau 5 étant assurée au moyen d'un verrou 27. Chacun des bras 24 est susceptible de se loger au moins partiellement par sa partie au sommet dans une fente 28 ménagée le long d'une génératrice supérieure dans chacune d'au moins deux broches creuses de guidage et de centrage 29, lesdites broches 29 étant solidaires du traîneau 5. Lorsqu'au moins les extrémités ou sommets des bras 24 sont disposés dans les fentes correspondantes 28 des broches 29, les câbles de traction sont centrés sensiblement dans l'axe des broches.

[0022] Le traîneau 5 est libre en rotation par rapport à la conduite mobile 3 grâce à un palier mais l'orientation de la conduite flexible, lorsqu'elle est constituée par un faisceau de tuyaux (bundle) tel qu'un ombilical, peut être déterminée par un mécanisme d'orientation qui peut être de plusieurs types.

[0023] Un premier mécanisme peut être constitué par une couronne dentée montée sur le traîneau et engrenant avec un pignon monté sur le caisson du robot.

[0024] Un deuxième mécanisme peut être constitué par un système à rochet, comme celui représenté sur la figure 3b, lequel système comprend un vérin 31 solidaire d'un bras 31a qui est en prise avec une roue dentée 30. L'orientation, dans ce cas, est effectuée pas à pas.

[0025] Lorsque la conduite flexible 3 est dans l'orientation correcte par rapport au traîneau 5, alors un ergot de verrouillage non représenté, est enclenché de manière à solidariser le traîneau et la conduite flexible dans l'orientation correcte.

[0026] Le robot 17, après que les câbles de traction 20 soient fixés sur la structure fixe ou derrière la paroi arrière 9 du réceptacle 6, vient au-dessus du traîneau 5 en faisant pivoter le châssis frontal 22 pour permettre l'introduction des sommets des bras 24 dans les fentes 28 des broches de guidage et de centrage 29, puis le traîneau 5 et le châssis frontal sont rendus solidaires l'un de l'autre. Dans une première phase, la conduite mobile est traînée sur le fond marin (figure 1). Dans une deuxième phase, (figure 10a) la traction sur les câbles 20 soulève l'extrémité 4 de la conduite flexible, l'angle d'inclinaison α augmentant au fur et à mesure de l'approche vers la structure fixe 1 qui est située à un niveau supérieur (figures 10a et 10b). Pendant tout le déplacement de la conduite mobile 3, le robot reste dans une position sensiblement horizontale car seul le châssis frontal 22 pivote autour de l'axe de pivotement pour compenser l'inclinaison de la conduite flexible mobile 3 entre sa position de départ et sa position d'arrivée au niveau de la structure fixe 1. Lors de la phase d'engagement de la conduite mobile 3 dans le réceptacle 6, ce sont d'abord les broches 29 qui s'engagent dans les entonnoirs de réception 11 ainsi que les bras 24 dans les fentes 12 desdits entonnoirs. Pendant toute l'opération de raccordement, les câbles de traction restent parfaitement dans l'axe des broches 29 grâce au fait qu'ils sont maintenus guidés dans les petits tubes 25 solidaires des bras 24. Lorsque les broches 29 pénètrent dans les entonnoirs, des loquets de verrouillage 32 disposés dans le réceptacle maintiennent chaque broche 29 dans une position de référence de manière à empêcher tout déplacement (figure 5). Le verrouillage de chaque broche 29 dans la position de référence est déterminé de telle sorte qu'une certaine distance est ménagée entre les extrémités à raccorder pour permettre une intervention éventuelle dans le réceptacle, comme par exemple un changement et/ou une inspection des moyens de verrouillage desdites extrémités. Bien évidemment, on peut doter la structure fixe et/ou le robot d'indicateurs visuels indiquant si les loquets de verrouillage sont en position ouverte ou fermée. Un mécanisme à levier 33 est également prévu pour maintenir chaque loquet de verrouillage correspondant dans la position ouverte ou fermée. Lorsque le traîneau 5 est ainsi relié au réceptacle 6, le robot peut être récupéré et utilisé à d'autres fonctions si nécessaire.

[0027] Pour aider la phase d'engagement et en raison des poids énormes mis en jeu pendant le raccordement et qui peuvent parfois atteindre 60 tonnes (figure 6), des vérins 34b (push-pull cylinder en anglais) fixés sur le châssis frontal 22 sont actionnés de sorte que les pistons 34 sont introduits dans les passages 13 du réceptacle 6. Après introduction, les pistons 34 sont verrouillés dans leur position de travail et l'ensemble du traîneau 5 et de la conduite mobile 3 est redressé pour que les broches 29 soient alignées dans l'axe des entonnoirs 11. La distance d séparant l'axe 34a des pistons 34 et l'axe 29a des broches 29 est déterminée de manière à créer un moment suffisant pour le redressement du traîneau et des broches.

[0028] Lorsque les extrémités mobile 4 et fixe 2a sont dans leur position correcte de raccordement, c'est-à-dire lorsque la partie mâle 35 de l'extrémité mobile 4 s'encastre dans la partie femelle 36 de l'extrémité fixe 2a (figure 7), avec interposition d'un joint d'étanchéité 37 entre lesdites parties mâle et femelle, on procède à une purge afin d'éliminer toute eau résiduelle qui pourrait se trouver de chaque côté du joint d'étanchéité. A cet effet, l'extrémité fixe 2a comprend deux tubulures 38, 39 qui sont raccordées à deux valves de purge 40, 41 (figure 8), les tubulures 38, 39 aboutissant respectivement au sommet et au fond de ladite extrémité fixe. Au cours de la procédure d'essai du joint d'étanchéité, on purge d'abord avec un gaz inerte, par exemple de l'azote, de manière à chasser l'eau comprise entre le joint et les parties mâle et femelle 35, 36, puis on applique une pression qui est d'environ 50 bar en fermant par exemple la valve 41, de manière à tester l'étanchéité du joint. Ainsi le test d'étanchéité est un test au gaz et non pas un test à l'eau puisque cette dernière a été chassée.

[0029] Lorsqu'on raccorde une conduite flexible mobile constituée par un ensemble de tuyaux et/ou de câbles tels que des ombilicaux par exemple, l'orientation radiale finale de l'ensemble est complétée et assurée au moyen de doigts portés par l'extrémité mobile 3 qui s'engagent dans des guides d'orientation 42 ménagés sur l'extrémité fixe 2a (figure 3b).

[0030] Le robot 17 comprend également une unité de flottaison 43 (figures 9a et 9b) qui est utilisée pour compenser le poids des moyens de verrouillage 60 lorsqu'on déplace ces derniers à l'intérieur du réceptacle 6. L'unité 43 comprend une matière de flottaison 44 telle qu'une mousse synthétique et des poids ou lests 45 qui sont engagés dans les logements 15 ménagés à cet effet dans le réceptacle 6 avant de prendre et déplacer les moyens de verrouillage. En fait, on détermine le poids des lests en fonction du poids des moyens de verrouillage. Le positionnement de l'unité 43 sur le réceptacle 6 est assuré par des pions mobiles 46 qui s'engagent dans les trous 15a dudit réceptacle. Toutes ces fonctions d'engagement et de mise en place des lests dans les logements puis de préhension et de déplacement des moyens de verrouillage sont assurées par le robot de manière séquentielle et d'une façon très précise.

[0031] Une autre particularité de la présente invention est de doter l'extrémité des câbles de traction à fixer sur la structure fixe ou sur le réceptacle, d'une tête de terminaison qui peut être installée in situ, cette opération consistant à introduire le câble dans un petit cylindre creux, à étaler les torons du câble et à l'extérieur autour du cylindre, à introduire au sein du câble un goujon qu'on enfonce dans le câble jusqu'à son introduction complète.

Revendications

1. Système de raccordement entre un premier ensemble (2) et un deuxième ensemble (3) mobiles l'un par rapport à l'autre, du type comprenant un robot commandé à distance (17) comportant des moyens de propulsion (21) et au moins un équipement (19, 20) incluant des moyens de traction (20) qui se fixent sur l'ensemble considéré comme étant fixe (2) pendant le raccordement, des moyens de fixation sur l'autre ensemble considéré comme étant mobile et devant être raccordé audit ensemble fixe, des moyens de treuillage (19) desdits moyens de traction, ledit équipement étant au moins partiellement logé dans un caisson de réception (18), au moins une partie desdits moyens de fixation étant montés sur un élément frontal pivotant autour d'un axe de pivotement, caractérisé en ce que ledit élément frontal pivotant est un châssis pivotant frontal monté sur le robot commandé à distance (17), ledit châssis pivotant comprenant lesdits moyens de fixation sur l'ensemble mobile, le pivotement dudit châssis frontal étant commandé de sorte que pendant le déplacement de l'ensemble mobile vers l'ensemble fixe, ledit robot soit maintenu constamment dans une position sensiblement horizontale.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le robot (17) comprend en outre au moins deux bras (24) fixés sur le châssis frontal pivotant.

3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le châssis frontal (22) comprend des vérins (34b) de commande et de redressement de l'ensemble mobile.

4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins un des bras (24) comporte un tube mince (25) pour le guidage et le centrage d'un des câbles de traction (20).

5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fixation entre le robot (17) et l'ensemble mobile (3) est réalisée par l'intermédiaire du châssis frontal (22) sur un traîneau (5) solidaire dudit ensemble mobile (3).

6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le traîneau (5) comprend au moins deux broches (29) creuses de guidage et de centrage qui coopèrent avec des organes de réception (11) solidaires de l'ensemble fixe (2), lesdites broches comportant chacune une fente (28) ménagée sur sensiblement une génératrice supérieure.

7. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacune des fentes (28) des broches de guidage (29) et de centrage constituent un logement pour au moins une extrémité libre d'un bras (24).

8. Système selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce qu'au moins le câble de traction (20) passant dans le tube mince (25) est positionné dans l'axe de la broche correspondante (29).

9. Système selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que chaque bras (24) est constitué par une cornière triangulaire dont la partie au sommet se loge dans la fente correspondante de la broche associée.

10. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les pistons (34) des vérins (34b) sont déplacés entre lesdits bras (24), lesdits pistons venant se loger, dans leur position en extension, dans des passages (13) ménagés sur l'ensemble fixe.

11. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les deux ensembles (2, 3) à raccorder sont situés sensiblement à un même niveau.

12. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les deux ensembles (2, 3) à raccorder sont situés à des niveaux différents.

13. Système selon les revendications 10 et 12, caractérisé en ce que les pistons (34) des vérins (34b) sont déplacés angulairement dans lesdits passages (13) pour assurer le positionnement axial final de l'ensemble mobile (3) par rapport à l'ensemble fixe (2).

14. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le robot (17) comprend une unité de flottaison amovible (43).

15. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'ensemble mobile est constitué par une conduite flexible (3) dont l'extrémité libre (4) est à raccorder à une extrémité fixe (2a) montée sur une structure fixe (1) constituant l'ensemble fixe.

16. Système selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'angle d'extrémité de la conduite fixe (2) par rapport à une horizontale est sensiblement égal à l'angle naturel de la conduite mobile (3), de l'ordre de 15°.

17. Système selon la revendication 15, caractérisé en ce que la conduite mobile (3) est libre en rotation par rapport au traîneau (5), l'orientation correcte de ladite conduite mobile par rapport à la conduite étant obtenue par l'intermédiaire d'un mécanisme d'orientation (30, 31).

18. Système selon la revendication 17, caractérisé en ce que le positionnement final de raccordement est obtenu au moyen d'organes de positionnement (42) prévus sur les extrémités (2a, 4) à raccorder.

19. Système selon les revendications 1 et 15, caractérisé en ce qu'un réceptacle (6) est monté sur la structure fixe (1), les extrémités fixe (2a) et mobile (4)à raccorder débouchant dans ledit réceptacle dans lequel sont également logés des moyens de verrouillage (60) desdites extrémités à raccorder, et en ce qu'un espace (16) est ménagé dans ledit réceptacle pour permettre de déplacer lesdits moyens de verrouillage (60) dans leur totalité et dans la direction axiale de l'extrémité mobile (4) après que cette dernière ait été déconnectée de ladite extrémité fixe.

20. Système selon la revendication 19, caractérisé en ce que le réceptacle (6) comprend une paroi arrière (9) sur laquelle est fixée l'extrémité fixe (2a) et qui constitue une référence de positionnement et de centrage des éléments participant au raccordement.

21. Système selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que le réceptacle comprend des logements (11) pour des organes (29) de guidage et de centrage solidaires de l'extrémité mobile à raccorder, lesdits logements (11) étant ménagés de part et d'autre de ladite ouverture de passage (8).

22. Système selon la revendication 21, caractérisé en ce que chacun des logements (11) est fendu sur au moins une partie d'une génératrice supérieure.

23. Système selon la revendication 19 ou 22, caractérisé en ce que chaque logement (11) est en forme d'entonnoir de guidage.

24. Système selon l'une quelconque des revendications 19 à 23, caractérisé en ce que des passages (13) supérieurs sont ménagés au-dessus desdits logements de guidage.

25. Système selon l'une quelconque des revendications 19 à 24, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de blocage (32) des organes de guidage et de centrage (29) dans les logements de guidage (11).

26. Système selon l'une quelconque des revendications 19 à 25, caractérisé en ce qu'il comprend sur au moins un des côtés latéraux un bâti (14) dans lequel sont ménagés des orifices de réception (15) pour des lests de l'unité (43) de changement des moyens de verrouillage (60).

27. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le robot commandé à distance (17) est maintenu horizontal pendant la fixation du châssis frontal (22) pivotant sur l'ensemble mobile (3).

28. Procédé pour raccorder une extrémité (4) d'une conduite mobile (3) à une extrémité (2a) d'une conduite fixe (2) solidaire d'une structure fixe (1), au moyen du réceptacle (6) selon l'une des revendications 19 à 27, caractérisé en ce qu'il consiste à :

- monter ledit réceptacle (6) sur ladite structure fixe (1),

- fixer les moyens de verrouillage (60) sur la plaque arrière (9) dudit réceptacle,

- déplacer l'extrémité (4) de la conduite mobile (3) vers l'extrémité fixe (2a) de la conduite fixe (2) jusqu'à ce que des broches (29) de guidage et de centrage solidaires de ladite extrémité mobile (3) soient disposées dans les logements (11) de guidage du réceptacle,

- redresser l'extrémité (4) de la conduite mobile (3) pour aligner suivant une direction axiale les deux extrémités (2a, 4) des conduites (2, 3) à raccorder,

- poursuivre le déplacement axial de la conduite mobile (3) jusqu'à ce que les deux extrémités (2a, 4) à raccorder soient dans la position correcte de raccordement et de part et d'autre d'un joint d'étanchéité (37) disposé entre les parties (35, 36) en contact desdites extrémités,

- actionner des moyens de purge (40, 41) pour chasser un éventuel fluide présent entre le joint d'étanchéité (37) et au moins la partie de contact (36) de l'extrémité fixe (2a), et

- actionner les moyens de verrouillage (60) pour verrouiller les deux extrémités fixe (2a) et mobile (4) dans la position finale de raccordement.

29. Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'il consiste à :

- utiliser un robot commandé à distance (17) pour déplacer l'extrémité mobile (4) vers l'extrémité fixe (2a), ledit robot comprenant de manière connue un équipement d'ancrage et de traction (20), logé au moins en partie dans un caisson (18), ledit équipement comportant au moins des câbles d'ancrage et de traction (20), des treuils (19) pour lesdits câbles et des vérins de commande (34b),

- ancrer les câbles de traction (20) à l'arrière du réceptacle (6) en les faisant passer dans les logements de guidage (11),

- fixer un châssis frontal (22) pivotant du robot sur un traîneau (5) solidaire de l'extrémité mobile (4),

- déplacer le robot (17) et le traîneau (5) en faisant pivoter ledit châssis frontal pendant le déplacement vers la conduite fixe, de sorte que le robot est maintenu dans une position sensiblement horizontale quel que soit l'angle que fait ladite extrémité mobile par rapport à la direction horizontale.

Claims

1. System for connecting together a first assembly (2) and a second assembly (3) which can move one with respect to the other, of the type comprising a remote-operated vehicle (17) comprising propulsion means (21) and at least one equipment item (19, 20) including hauling means (20) which attach to the assembly considered as being fixed (2) during connection, means of attaching to the other assembly considered as being mobile and which has to be connected to the said fixed assembly, means (19) of winching the said hauling means, the said equipment item being at least partially housed in a skid (18), at least a portion of said attachment means being mounted on a front member pivoting about a pivot axis, characterized in that said pivoting front member is a pivoting front chassis mounted on the remote-operated vehicle (17), the said pivoting chassis comprising the said means of attachment to the mobile assembly, the pivoting of the said front chassis being controlled in such a way that as the mobile assembly is moved towards the fixed assembly, the said vehicle is kept constantly in an approximately horizontal position.

2. System according to Claim 1, characterized in that the vehicle (17) further comprises at least two arms (24) attached to the pivoting front chassis.

3. System according to Claim 1 or 2, characterized in that the front chassis (22) comprises rams (34b) for controlling and righting the mobile assembly.

4. System according to Claim 2, characterized in that at least one of the arms (24) comprises a thin tube (25) for guiding and centering one of the hauling cables (20).

5. System according to Claim 1, characterized in that the attachment between the vehicle (17) and the mobile assembly (3) is achieved via the front chassis (22) on a sled (5) secured to the said mobile assembly (3).

6. System according to Claim 5, characterized in that the sled (5) comprises at least two hollow guiding and centering shafts (29) which interact with reception members (11) secured to the fixed assembly (2), the said shafts each having a slot (28) made approximately along an upper generatrix.

7. System according to Claim 5, characterized in that each of the slots (28) in the guiding and centering shafts (29) constitutes a housing for at least one free end of one arm (24).

8. System according to Claims 1 and 4, characterized in that at least the hauling cable (20). passing through the thin tube (25) is positioned on the axis of the corresponding shaft (29).

9. System according to Claims 2 and 7, characterized in that each arm (24) consists of a triangular angle iron, the vertex part of which is housed in the corresponding slot of the associated shaft.

10. System according to Claim 3, characterized in that the pistons (34) of the rams (34b) are moved between the said arms (24), the said pistons becoming housed, in their extended position, in passages (13) formed on the fixed assembly.

11. System according to any one of Claims 1 to 10, characterized in that the two assemblies (2, 3) to be connected together lie approximately at the same level.

12. System according to any one of Claims 1 to 10, characterized in that the two assemblies (2, 3) to be connected together are situated at different levels.

13. System according to Claims 10 and 12, characterized in that the pistons (34) of the rams (34b) are moved at an angle in the said passages (13) for the final axial positioning of the mobile assembly (3) with respect to the fixed assembly (2).

14. System according to any one of Claims 1 to 13, characterized in that the vehicle (17) comprises a removable buoyancy unit (43).

15. System according to any one of Claims 1 to 14, characterized in that the mobile assembly consists of a flexible pipe (3), of which the free end (4) is to be connected to a fixed end (2a) mounted on a fixed structure (1) constituting the fixed assembly.

16. System according to Claim 15, characterized in that the angle that the end of the fixed pipe (2) makes with respect to the horizontal is approximately equal to the natural angle of the mobile pipe (3), of the order of 15°.

17. System according to Claim 15, characterized in that the mobile pipe (3) is free to rotate with respect to the sled (5), the correct orientation of the said mobile pipe with respect to the pipe being obtained using an orientation mechanism (30, 31).

18. System according to Claim 17, characterized in that the final positioning for the connection is obtained using positioning members (42) provided on the ends (2a, 4) to be connected together.

19. System according to Claims 1 and 15, characterized in that a receptacle (6) is mounted on the fixed structure (1), the fixed end (2a) and mobile end (4) to be connected together opening into the said receptacle in which there are also housed means (60) of locking the said ends to be connected together, and in that a space (16) is formed in the said receptacle to allow the said locking means (60) to be moved in their entirety and in the axial direction of the mobile end (4) after the latter has been disconnected from the said fixed end.

20. System according to Claim 19, characterized in that the receptacle (6) comprises a rear wall (9) to which the fixed end (2a) is attached and which constitutes a reference for the positioning and centering of the elements involved in making the connection.

21. System according to Claim 19 or 20, characterized in that the receptacle comprises housings (11) for guiding and centering members (29) secured to the mobile end to be connected, the said housings (11) being formed on each side of the said passage opening (8).

22. System according to Claim 21, characterized in that each of the housings (11) is slotted along at least part of an upper generatrix.

23. System according to Claim 19 or 22, characterized in that each housing (11) is in the shape of a guide funnel.

24. System according to any one of Claims 19 to 23, characterized in that upper passages (13) are formed above the said guide housings.

25. System according to any one of Claims 19 to 24, characterized in that it further comprises means (32) of immobilizing the guiding and centering members (29) in the guide housings (11).

26. System according to any one of Claims 19 to 25, characterized in that in at least one of the lateral sides it comprises a frame (14) in which there are formed reception orifices (15) for the ballast weights of the unit (43) for changing the locking means (60).

27. System according to one of the preceding claims, characterized in that the remote-operated vehicle (17) is kept horizontal while the pivoting front chassis (22) is being attached to the mobile assembly (3).

28. Method for connecting one end (4) of a mobile pipe (3) to one end (2a) of a fixed pipe (2) secured to a fixed structure (1), using the receptacle (6) according to one of Claims 19 to 27, characterized in that it consists in:

- mounting the said receptacle (6) on the said fixed structure (1),

- attaching the locking means (60) to the rear plate (9) of the said receptacle,

- moving the end (4) of the mobile pipe (3) towards the fixed end (2a) of the fixed pipe (2) until guiding and centering shafts (29) secured to the said mobile end (3) enter the guide housings (11) of the receptacle,

- righting the end (4) of the mobile pipe (3) in order to align the two ends (2a, 4) of the pipes (2, 3) to be connected together, in an axial direction.

- continuing to move the mobile pipe (3) axially until the two ends (2a, 4) to be connected together are in the correct position for connection and one on either side of a sealing gasket (37) placed between the contacting parts (35, 36) of the said ends,

- actuating purge means (40, 41) to drive out any fluid that might be present between the sealing gasket (37) and at least the contact part (36) of the fixed end (2a), and

- actuating the locking means (60) to lock the fixed end (2a) and the mobile end (4) in the final connected position.

29. Method according to Claim 28, characterized in that it consists in:

- using a remote-operated vehicle (17) to move the mobile end (4) towards the fixed end (2a), the said vehicle as is known comprising anchoring and hauling equipment (20) housed at least partially in a skid (18), the said equipment comprising at least anchoring and hauling cables (20), winches (19) for the said cables, and operating rams (34b),

- anchoring the hauling cables (20) to the rear of the receptacle (6), passing them through the guide housings (11),

- attaching a pivoting front chassis (22) of the vehicle to a sled (5) secured to the mobile end (4),

- moving the vehicle (17) and the sled (5) by making the said front chassis pivot during movement towards the fixed pipe, so that the vehicle is kept in an approximately horizontal position irrespective of the angle that the said mobile end makes with respect to the horizontal.

Ansprüche

1. Verbindungssystem zwischen einer ersten Baueinheit (2) und einer zweiten Baueinheit (3), die relativ zueinander beweglich sind, des Typs, der einen ferngesteuerten Roboter (17) mit Vortriebsmitteln (21) und wenigstens einer Einrichtung (19, 20), die Zugmittel (20), die sich an der während der Verbindung als fest betrachteten Baueinheit (2) befestigen, aufweist, Mittel zum Befestigen an der als beweglich betrachteten Baueinheit, die mit der festen Baueinheit verbunden werden soll, und Mittel (19) zum Aufwickeln der Zugmittel umfasst, wobei die Einrichtung wenigstens teilweise in einem Aufnahmekasten (18) untergebracht ist, wobei wenigstens ein Teil der Befestigungsmittel an einem vorderen Element angebracht ist, das um eine Schwenkachse schwenkt, dadurch gekennzeichnet, dass das schwenkbare vordere Element ein vorderer schwenkbarer Rahmen ist, der an dem ferngesteuerten Roboter (17) angebracht ist, wobei der schwenkbare Rahmen Mittel zum Befestigen an der mobilen Baueinheit umfasst, wobei die Schwenkung des vorderen Rahmens in der Weise gesteuert wird, dass der Roboter während der Verlagerung der beweglichen Baueinheit zu der festen Baueinheit ständig in einer im Wesentlichen horizontalen Position gehalten wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (17) außerdem wenigstens zwei Arme (24) umfasst, die an dem schwenkbaren vorderen Rahmen befestigt sind.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Rahmen (22) Stellzylinder (34b) zum Steuern und Ausrichten der beweglichen Baueinheit umfasst.

4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Arme (24) ein dünnes Rohr (25) zum Führen und Zentrieren eines der Zugseile (20) umfasst.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung zwischen dem Roboter (17) und der beweglichen Baueinheit (3) über den vorderen Rahmen (22) über einen mit der beweglichen Baueinheit (3) fest verbundenen Schlitten (5) erfolgt.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (5) wenigstens zwei hohle Führungs- und Zentrierungsstifte (29) umfasst, die mit Aufnahmeorganen (11) zusammenwirken, die mit der festen Baueinheit (2) fest verbunden sind, wobei die Stifte jeweils einen Schlitz (28) aufweisen, der im Wesentlichen auf einer oberen Erzeugenden ausgespart ist.

7. System nach Anspruches, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Schlitze (28) der Führungs- und Zentrierungsstifte (29) einen Aufnahmesitz für wenigstens ein freies Ende eines Arms (24) bildet.

8. System nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das Zugseil (20), das in dem dünnen Rohr (25) verläuft, auf der Achse des entsprechenden Stifts (29) positioniert ist.

9. System nach den Ansprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Arm (24) durch ein dreieckiges Winkelprofil gebildet ist, dessen Scheitelabschnitt sich in dem entsprechenden Schlitz des zugeordneten Stifts befindet.

10. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (34) der Stellzylinder (34b) zwischen den Armen (24) verlagert werden, wobei die Kolben in ihrer ausgefahrenen Position in Durchgänge (13) einfahren, die in der festen Baueinheit ausgespart sind.

11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zwei zu verbindenden Baueinheiten (2, 3) im Wesentlichen auf derselben Höhe befinden.

12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zwei zu verbindenden Baueinheiten (2, 3) auf unterschiedlichen Höhen befinden.

13. System nach den Ansprüchen 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (34) der Stellzylinder (34b) in Winkelrichtung in den Durchgängen (13) verlagert werden, um die endgültige axiale Positionierung der beweglichen Baueinheit (3) in Bezug auf die feste Baueinheit (2) zu gewährleisten.

14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (17) eine abnehmbare schwimmfähige Einheit (43) umfasst.

15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Baueinheit durch eine flexible Leitung (3) gebildet ist, wovon ein freies Ende (4) mit einem festen Ende (2a) zu verbinden ist, das an einer die feste Baueinheit bildenden festen Struktur (1) angebracht ist.

16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel des Endes der festen Leitung (2) in Bezug auf eine Horizontale im Wesentlichen gleich dem natürlichen Winkel der beweglichen Leitung (3) in der Größenordnung von 15° ist.

17. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich die bewegliche Leitung (3) in Bezug auf den Schlitten (5) frei drehen kann, wobei die korrekte Orientierung der beweglichen Leitung in Bezug auf die Leitung über einen Orientierungsmechanismus (30, 31) erhalten wird.

18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die endgültige Positionierung der Verbindung mittels Positionierungsorganen (42) erhalten wird, die an den zu verbindenden Enden (2a, 4) vorgesehen sind.

19. System nach den Ansprüchen 1 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der festen Struktur (1) ein Aufnahmeraum (6) angebracht ist, wobei das feste Ende (2a) und das bewegliche Ende (4), die zu verbinden sind, in den Aufnahmeraum münden, in dem sich auch Verriegelungsmittel (60) für die zu verbindenden Enden befinden, und dass in dem Aufnahmeraum ein Raum (16) ausgespart ist, der die Verlagerung der Verriegelungsmittel (60) als Ganzes in der axialen Richtung des beweglichen Endes (4) ermöglichen, nachdem dieses letztere von dem festen Ende getrennt worden ist.

20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (6) eine Rückwand (9) aufweist, an der das feste Ende (2a) befestigt ist und die eine Positionierungs- und Zentrierungsreferenz für die an der Verbindung teilhabenden Elemente bildet.

21. System nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum Aufnahmesitze (11) für die Führungs- und Zentrierungsorgane (29) aufweist, die mit dem zu verbindenden beweglichen Ende fest verbunden sind, wobei die Aufnahmesitze (11) beiderseits der Durchgangsöffnung (8) ausgespart sind.

22. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Aufnahmesitze (11) wenigstens auf einem Teil einer oberen Erzeugenden geschlitzt ist.

23. System nach Anspruch 19 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Aufnahmesitz (11) die Form eines Führungstrichters hat.

24. System nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Durchgänge (13) über den Führungsaufnahmesitzen ausgespart sind.

25. System nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem Blockiermittel (32) für die Führungs- und Zentrierungsorgane (29) in den Führungsaufnahmesitzen (11) umfasst.

26. System nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass es an wenigstens einer der Seiten einen Rahmen (14) aufweist, in dem Aufnahmeöffnungen (15) für den Ballast der Einheit (43) zum Wechseln der Verriegelungsmittel (60) ausgespart sind.

27. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ferngesteuerte Roboter (17) während der Befestigung des schwenkbaren vorderen Rahmens (22) an der beweglichen Baueinheit (3) horizontal gehalten wird.

28. Verfahren zum Verbinden einer Einheit (4) einer beweglichen Leitung (3) mit einem Ende (2a) einer festen Leitung (2), die mit einer festen Struktur (1) fest verbunden ist, mittels des Aufnahmebehälters (6) nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht:

- den Aufnahmebehälter (6) an der festen Struktur (1) anzubringen,

- die Verriegelungsmittel (60) an der hinteren Platte (9) des Aufnahmebehälters zu befestigen,

- das Ende (4) der beweglichen Leitung (3) zu dem festen Ende (2a) der festen Leitung (2) zu verlagern, bis Führungs- und Zentrierungsstifte (29), die mit dem beweglichen Ende (3) fest verbunden sind, in den Führungsaufnahmesitzen (11) des Aufnahmebehälters angeordnet sind,

- das Ende (4) der beweglichen Leitung (3) auszurichten, um sie auf eine axiale Richtung der zwei zu verbindenden Enden (2a, 4) der Leitungen (2, 3) auszurichten,

- die axiale Verlagerung der beweglichen Leitung (3) fortzusetzen, bis die zwei zu verbindenden Enden (2a, 4) in der korrekten Verbindungsposition und beiderseits einer Dichtung (37), die sich zwischen den in Kontakt befindlichen Abschnitten (35, 36) der Enden befindet, sind,

- Entleerungsmittel (40, 41) zu betätigen, um ein eventuelles Fluid, das zwischen der Dichtung (37) und zumindest dem Kontaktteil (36) des festen Endes (2a) vorhanden ist, auszustoßen, und

- die Verriegelungsmittel (60) zu betätigen, um das feste Ende (2a) und das bewegliche Ende (4) in der endgültigen Verriegelungsposition zu verriegeln.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht:

- einen ferngesteuerten Roboter (17) zu verwenden, um das bewegliche Ende (4) zu dem festen Ende (2a) zu verlagern, wobei der Roboter in bekannter Weise eine Verankerungs- und Zugeinrichtung (20) umfasst, die sich wenigstens teilweise in einem Kasten (18) befindet, wobei die Einrichtung wenigstens Verankerungs- und Zugseile (20), Winden (19) für die Seile und Steuerungsstellzylinder (34b) umfasst,

- die Zugseile (20) hinter dem Aufnahmeraum (6) zu verankern, indem sie durch die Führungsaufnahmesitze (11) geführt werden,

- einen schwenkbaren vorderen Rahmen (22) des Roboters an einem mit dem beweglichen Ende (4) fest verbundenen Schlitten (5) zu befestigen,

- den Roboter (17) und den Schlitten (5) zu verlagern, indem der vordere Rahmen während der Verlagerung der festen Leitung geschwenkt wird, derart, dass der Roboter unabhängig vom Winkel, den das bewegliche Ende in Bezug auf die horizontale Richtung bildet, in einer im Wesentlichen horizontalen Position gehalten wird.

Dessins