[0001] La présente invention concerne une installation de liaison fond-surface entre une
pluralité de conduites sous-marine reposant au fond de la mer et un support flottant
en surface, comprenant une pluralité de conduites flexibles dont l'extrémité supérieure
est solidaire d'un touret sensiblement fixe par rapport au fond marin, le support
flottant pivotant librement autour dudit touret, ce dernier étant situé à l'avant
du support flottant ou au sein dudit support flottant, en général dans le tiers avant
dudit support flottant.
[0002] La présente invention concerne également un dit support flottant ancré sur touret.
[0003] Le secteur technique de l'invention est plus particulièrement le domaine de la fabrication
et de l'installation de colonnes montantes (« riser ») de production pour l'extraction
sous-marine de pétrole, de gaz ou autre matériau soluble ou fusible ou d'une suspension
de matière minérale à partir de tête de puits immergé jusqu'à un support flottant,
pour le développement de champs de production installés en pleine mer au large des
côtes. L'application principale et immédiate de l'invention étant dans le domaine
de la production pétrolière.
[0004] Le secteur technique de l'invention est plus particulièrement le domaine de la production
pétrolière sous-marine en zone de conditions océano-météo difficiles ou extrêmes,
ou encore en zone arctique et antarctique, à partir de supports flottants.
[0005] Un support flottant de production pétrolière comporte en général des moyens d'ancrage
pour rester en position malgré les effets des courants, des vents et de la houle.
Il comporte aussi en général des moyens de forage, de stockage et de traitement du
pétrole ainsi que des moyens de déchargement vers des pétroliers enleveurs, ces derniers
se présentant à intervalle régulier pour effectuer l'enlèvement de la production.
L'appellation usuelle de ces supports flottants ou navires est le terme anglo-saxon
"Floating Production Storage Offloading" (signifiant "moyen flottant de stockage,
de production et de déchargement") dont on utilisera le terme abrégé "FPSO" dans l'ensemble
de la description suivante, ou encore "FDPU" ou "Floating Drilling & Production Unit"
(signifiant "moyen flottant de forage et de production"), lorsque le support flottant
est aussi utilisé pour effectuer les opérations de forage avec puits dévié dans la
hauteur de la tranche d'eau.
[0006] Lorsque les conditions océano-météo, c'est-à-dire la houle, le vent et le courant
sont importants, voire extrêmes, dans le cas de tempêtes, on préfère ancrer le FPSO
au niveau d'un touret, en général situé de manière connue à l'avant ou dans le tiers
avant du navire et dans l'axe, le navire étant libre de tourner autour dudit touret
au gré du vent, du courant et de la houle. Ainsi, vent, courant et houle exercent
des efforts spécifiques sur la coque et les superstructures, le FPSO du fait de son
degré de liberté de rotation autour de l'axe vertical ZZ, venant se mettre naturellement
dans la position de moindre résistance. Les conduites assurant la liaison avec les
têtes de puits sont connectées en général en sous-face du touret et reliées au FPSO
par l'intermédiaire d'un joint tournant intégré dans l'axe dudit touret, situé en
général au niveau du pont dudit FPSO. Lorsque les conditions météo peuvent devenir
extrêmes, comme en Mer de Nord, dans le Golfe du Mexique ou dans la zone arctique
ou antarctique, le FPSO est en général déconnectable de manière à pouvoir se mettre
à l'abri en attente de conditions opérationnelles acceptables.
[0007] Un support flottant de production pétrolière comportant un système d'amarrage de
lignes d'ancrage au fond de la mer et de conduites de liaison fond-surface ancré sur
touret comporte de façon connue :
- un dispositif rotatif appelé « touret », comportant une structure cylindrique interne,
de préférence à section circulaire, au sein d'une cavité traversant la coque du support
flottant sur toute sa hauteur, ladite structure cylindrique interne étant articulé
en rotation par rapport à ladite coque par l'intermédiaire d'éléments de guidage en
rotation, notamment au moins un palier de roulement ou de frottement, de préférence
un palier de roulement comprenant des roulettes et pistes de guidage des dites roulettes,
de manière à autoriser la rotation dudit support flottant autour d'un axe sensiblement
vertical ZZ' de ladite structure interne cylindrique et de ladite cavité, sans entraîner
de manière significative la rotation de ladite structure interne cylindrique par rapport
au même axe vertical ZZ', et
- une structure inférieure d'amarrage permettant l'amarrage d'une part desdites lignes
d'ancrage et d'autre part le raccordement de premières conduites flexibles reliées
aux conduites sous-marines reposant au fond de la mer directement ou via des conduites
de liaison fond-surface, ladite structure d'amarrage étant disposée dessous la coque
du support flottant, fixée à une paroi de fond immergée de ladite structure interne
cylindrique, et donc solidaire de ladite structure interne cylindrique, de sorte que
les lignes d'amarrages et dites conduites flexibles qui lui sont raccordées ne sont
pas entrainées en rotation lorsque le support flottant est entrainé en rotation, et
- des deuxièmes conduites flexibles reliées aux dites premières conduites flexibles
ou en continuité de celles-ci remontant au sein de la cavité jusqu'à un raccord du
type dénommé raccord à joint tournant, comprenant une première partie solidaire du
pont de ladite coque raccordée à une pluralité de conduites ou lignes au niveau du
pont, et une deuxième partie solidaire d'une plateforme supérieure de ladite structure
interne cylindrique située au-dessus du niveau de la surface de la mer, les extrémités
supérieures desdites deuxièmes conduites flexibles remontant au sein de ladite structure
interne cylindrique du touret, étant raccordées, en général via des éléments de conduite
coudés, à ladite deuxième partie de raccord, ladite première partie du raccord solidaire
du support flottant au niveau du pont du support flottant, étant articulée en rotation
par rapport à ladite deuxième partie du raccord solidaire de ladite structure interne
cylindrique, via un joint tournant de manière à autoriser la rotation dudit support
flottant sans entraîner la rotation des extrémités desdites deuxièmes conduites flexibles
au sein de ladite structure interne cylindrique.
[0008] Le palier de roulement est, soit localisé au niveau du pont du support flottant,
soit localisé en partie inférieure en zone mouillée, c'est-à-dire que le palier est
immergé, soit encore en combinaison des deux configurations précédentes.
[0009] De préférence, ladite paroi de fond de ladite structure interne cylindrique est assemblée
à celle-ci de manière étanche pour éviter que la partie immergée de l'intérieure de
ladite structure interne ne soit envahie par l'eau de mer. Cette étanchéité rend plus
aisé les opérations de maintenance et autre intervention du personnel dans le touret
notamment pour le raccordement des conduites flexibles. Mais, surtout, cette étanchéité
permet qu'une poussée d'Archimède s'applique sur le volume déplacé par ladite structure
interne cylindrique du touret et soulage en partie les efforts verticaux engendrés
par les lignes d'ancrage, par lesdites conduits flexibles au niveau des éléments de
guidage et compense le poids propre de ladite structure interne cylindrique.
[0010] De nombreuses configurations de liaisons fond-surface ont été développées, notamment
dans les brevets
WO 2009/122098,
WO 2009/122099,
WO 2010/026334 de la demanderesse qui décrivent un FPSO équipé d'un tel touret et de conduites flexibles
associées, plus particulièrement destiné aux conditions extrêmes rencontrées en arctique.
Une telle configuration est intéressante pour les profondeurs d'eau moyenne, c'est-à-dire
de 100 à 350m, voire 500-600m. En particulier, la mise en oeuvre de conduites flexibles
sur toute la hauteur de tranche d'eau entre les conduites sous-marines rigides reposant
au fond de la mer et le support flottant autorise des déplacements du support flottant
plus importants que lorsque l'on met en oeuvre des conduites rigides.
[0011] Lorsque la profondeur d'eau atteint 1000-1500m, voire 2000-3000m, l'installation
de conduites flexibles sur la hauteur de la tranche d'eau devient très coûteuse car
ces conduites flexibles sont très complexes et très délicates à fabriquer et l'on
préfère des liaisons fond-surface de type tour dites hybrides, dans lesquelles la
portion sensiblement verticale de la tour est constituée de conduites rigides entre
le fond de la mer et jusqu'à une distance d'environ 50 à 100m de la surface de l'eau,
les extrémités supérieures des conduites rigides étant alors reliées au FPSO par des
conduites flexibles de 150 à 350m de longueur en forme de chainette ou double chainette
plongeante. De nombreux brevets de la demanderesse illustrent des dispositions avantageuses
pour la réalisation ce type de liaison fond-surface, notamment
WO 2011/144864 de la demanderesse.
[0012] Un champ pétrolier est constitué en général d'une pluralité de têtes de puits situées
à des distances variables jusqu'à plusieurs kilomètres du FPSO, chacune d'entre elles
étant reliée par des conduites soit rigides, soit flexibles, des ombilicaux et des
câbles électriques. En général, la liaison fond-surface d'une dite tête de puits comprend
au moins une conduite de production pour le pétrole ou l'injection d'eau ou de gaz,
plus un ombilical de pilotage de la tête de puits et le cas échéant un ou plusieurs
câbles électriques. Ces conduites rigides ou flexibles, les ombilicaux et les câbles
sont posés sur le fond de la mer les uns à côté des autres et ne doivent pas se chevaucher
sur leur parcours. Ainsi, la disposition des conduites flexibles en sous face du touret
et leur raccordement au touret sont conditionnés par la disposition des têtes de puis
et des conduites sous-marines reposant au fond de la mer constituant l'architecture
du champ. D'autre part, dans certains cas, un grand nombre de liaisons fond-surface
est requis, et, pour éviter les interférences entre dites conduites dans la tranche
d'eau, lesdites conduites flexibles se retrouvent disposées les unes à côté des autres
et proches les unes des autres, le cas échéant sur un ou plusieurs cercles, dans le
même ordre où se trouvent disposées les extrémités des conduites reposant au fond
de la mer, unes à côté des autres au niveau du fond marin 10.
[0013] Le brevet
WO 2011/061422A1 de la demanderesse décrit un FPSO non équipé d'un touret, mais ancré de manière permanente,
cap au nord, sur 16 lignes d'ancres, une pluralité de liaisons fond-surface en provenance
de l'ouest, venant se raccorder tout le long du bordé, constituant ainsi une grande
concentration de conduites en provenance d'une seule direction.
[0014] Il en résulte que, dans certaines configurations de champs, on trouvera sur la périphérie
du touret, notamment sur la périphérie de la structure inférieure d'amarrage et/ou
de la paroi de fond de ladite structure interne cylindrique, une concentration, sur
une zone réduite, de conduites flexibles de grand diamètre, donc de poids linéaire
important, raccordées sur une zone angulaire réduite de la périphérie alors que dans
une zone diamétralement opposée, il n'y aura que des conduites flexibles ou des câbles
de faible poids linéaire, voire aucune conduite dans certains cas. La figure 4 commentée
ci-après illustre ce type de disposition.
[0015] Or, une conduite flexible en suspension raccordée au touret exerce sur ce dernier
une tension reprise par le touret au niveau de son raccordement audit touret, cette
tension génère des efforts verticaux (d'intensité de force F) importants, ainsi que
des efforts horizontaux (d'intensité de force H) moindres, au niveau de leur raccordement
au touret, notamment dans le cas de liaison fond-surface de grande profondeur. Dès
lors, une répartition des conduites flexibles irrégulière et/ou asymétrique engendre
des variations d'efforts et donc de contraintes importantes le long de la périphérie
du touret transférées et reprises de façon inhomogène notamment au niveau des dits
éléments de guidage en rotation. De surcroît, sur un champ pétrolier offshore il existe
en général une direction prédominante pour la houle, les vents et les courants, et
lorsque le support flottant pivote autour du touret sous l'effet de la houle et/ou
du vent ou courant marin, l'essentiel des mouvements se limite en général à un secteur
angulaire sensiblement constant, par exemple limité entre nord et sud-ouest. Lesdits
éléments de guidage en rotation subissent alors des efforts alternés localisés de
façon encore plus inhomogène le long de la périphérie du touret pour cette raison
supplémentaire, entrainant une usure localisée accrue ou accélérée desdits éléments
de guidage en rotation.
[0016] Le but de la présente invention est de fournir un support flottant ancré sur touret
et une installation de liaison fond-surface améliorées qui permettent de résoudre
les problèmes ci-dessus.
[0017] Plus particulièrement, le but de la présente invention est de fournir un support
flottant ancré sur touret et une installation de liaison fond-surface améliorées qui
permettent de mieux répartir les efforts générés et transférés par les conduites flexibles
au touret, notamment transférés en périphérie du touret au niveau d'éléments de guidage
en rotation subissant des efforts verticaux, de manière à ce que lesdits efforts soient
réparties plus régulièrement, plus symétriquement et/ou plus de manière homogène en
intensité le long de la périphérie du touret.
[0018] Pour ce faire, la présente invention fournit une structure de guidage et de déport
de conduite flexible au sein dudit touret.
[0019] Plus précisément, la présente invention fournit un support flottant de production
pétrolière supportant ou apte à supporter des conduites de liaison fond-surface entre
une pluralité de conduites sous-marines reposant au fond de la mer et ledit support
flottant en surface, ledit support flottant comprenant un touret comprenant une cavité
au moins en partie immergée au sein d'une structure déportée à l'avant du support
flottant ou intégrée dans ou dessous la coque du support flottant, de préférence traversant
la coque du support flottant sur toute sa hauteur, ledit touret comprenant une structure
interne cylindrique au sein de ladite cavité, de préférence à section circulaire,
ladite structure interne comprenant une paroi latérale tubulaire surmontée à son extrémité
supérieure d'une plateforme supérieure arrivant sensiblement au niveau du pont du
support flottant, ladite paroi latérale tubulaire étant au moins en partie fermée
à son extrémité inférieure par une paroi de fond, ladite structure interne cylindrique
étant traversée ou apte à être traversée par une pluralité de premières conduites
flexibles reliée à ladite plateforme supérieure et s'étendant dessous ladite paroi
de fond jusqu'à des conduites sous-marines reposant au fond de la mer ou jusqu'à des
deuxièmes conduites elles-mêmes reliées à des conduites sous-marines reposant au fond
de la mer, ladite structure interne cylindrique étant articulée en rotation par rapport
à ladite cavité et dite coque par l'intermédiaire d'éléments de guidage en rotation,
de préférence au moins un palier de roulement ou de frottement, de manière à autoriser
la rotation dudit support flottant autour d'un axe sensiblement vertical ZZ' de la
cavité dudit touret, sans entraîner la rotation d'une partie dudit touret par rapport
au même axe vertical ZZ',
caractérisé en ce que ladite structure interne cylindrique comprend au moins une,
de préférence une pluralité de conduites de guidage et de déport, de préférence rigide,
contenant et guidant ou aptes à contenir et guider une dite première conduite flexible,
ladite conduite de guidage traversant ladite paroi de fond et traversant non verticalement
l'intérieur de ladite structure interne cylindrique du touret entre :
- d'une part, ladite paroi de fond au niveau d'un premier emplacement C1 de ladite paroi
de fond où ladite conduite de guidage se trouve fixée, ledit premier emplacement étant
disposé de préférence à la périphérie de ladite paroi de fond, et
- d'autre part, une plateforme interne solidaire de ladite structure cylindrique interne
au-dessus de ladite paroi de fond et au-dessus du niveau de la surface de l'eau, l'extrémité
supérieure de ladite conduite de guidage étant fixée à ladite plateforme interne au
niveau d'un deuxième emplacement C2 où se trouve fixée ou est apte à être fixée l'extrémité
supérieure de ladite conduite flexible contenue dans ladite conduite de guidage, ledit
deuxième emplacement étant non aligné verticalement avec ledit premier emplacement,
ledit deuxième emplacement étant disposé de préférence à la périphérie de ladite plateforme
interne.
[0020] On comprend que ladite conduite flexible traverse ladite paroi de fond en passant
à l'intérieur de la conduite de guidage, sans que ladite conduite flexible ne soit
solidarisée à ladite paroi de fond.
[0021] Dans un mode de réalisation, l'extrémité supérieure de ladite conduite flexible est
fixée à un élément de raccordement lui-même fixé à un dit deuxième emplacement C2
où se trouve raccordé ladite extrémité supérieure de ladite première conduite flexible.
[0022] Du fait que les conduites flexibles ne sont pas raccordées au niveau de la paroi
de fond mais seulement guidées et retenues latéralement, et éventuellement en friction
avec la paroi de ladite conduite de guidage notamment au niveau de son passage à travers
la paroi de fond, l'essentiel des efforts verticaux générés par lesdites conduites
flexibles sont transférés au niveau de ladite plateforme interne où elles peuvent
être raccordées au niveau dedits deuxièmes emplacements selon des dispositions différentes
que celles des premiers emplacements au niveau de ladite paroi de fond et en particulier
donc de manière à pouvoir transférer des efforts générés par lesdites premières conduites
flexibles selon une répartition plus régulière et/ou plus symétrique au niveau des
dits deuxièmes emplacements qu'au niveau des dits premiers emplacements, notamment
sur la périphérie de ladite plateforme interne en vis-à-vis des dits éléments de guidage
en rotation.
[0023] On comprend en d'autres termes que :
- lesdites premières conduites flexibles parcourent ladite structure interne cylindrique
du touret entre lesdits premiers emplacements et deuxièmes emplacements disposés différemment
angulairement, de préférence selon des formes incurvées en S en projection dans un
plan vertical, ou en forme de courbe gauche en S dans l'espace, ou en forme sensiblement
rectiligne mais inclinée par rapport à la verticale, et
- les efforts transmis par lesdites extrémités supérieures des dites premières conduites
flexibles et repris au niveau de ladite plateforme interne sont répartis de manière
plus homogène et/ou plus symétrique sur le pourtour de la périphérie de ladite plateforme
interne que les efforts transmis par lesdites premières conduites flexibles et qui
seraient repris par la paroi de fond aux niveaux des dits premiers emplacements si
lesdites premières conduites flexibles y étaient fixées.
[0024] Par disposition à la périphérie, on entend que lesdits emplacements sont situés plus
proche de la circonférence que du centre de ladite paroi de fond ou et respectivement
dite plateforme interne, de préférence le plus proche possible de la périphérie, donc
des paliers de rotation, sans en affecter la solidité.
[0025] Plus particulièrement, lesdits premiers emplacements sont disposés selon une répartition
non régulière et/ou non symétrique le long de la périphérie de ladite paroi de fond.
[0026] Plus particulièrement, le nombre de dites conduites de guidage non verticales selon
l'invention sera de 1 à 100, de préférence de 5 à 30.
[0027] Plus particulièrement encore, ladite conduite de guidage non verticale réalise entre
ledit premier emplacement C1 et ledit deuxième emplacement C2 une déviation d'un angle
α d'au moins 5° dans un plan horizontal entre (a) un premier plan vertical passant
par l'axe vertical ZZ' de ladite structure interne cylindrique et le centre du dit
premier emplacement C1 et (b) un deuxième plan vertical passant par l'axe vertical
de ladite structure interne cylindrique et le centre dudit deuxième emplacement C2.
[0028] Cette valeur de α ≈ 5° vise à marquer la différence entre une dite conduite de guidage
non verticale selon l'invention et un simple défaut de verticalité d'une conduite
de guidage verticale de type I-tube connue de l'homme de l'art dans le domaine de
l'industrie pétrolière offshore.
[0029] Plus particulièrement encore, ladite conduite de guidage non verticale réalise entre
ledit premier emplacement C1 et ledit deuxième emplacement C2 une déviation d'un angle
β d'au moins 5° dans un plan vertical entre (a) la droite verticale passant par le
centre dudit premier emplacement C1 et (b) la droite inclinée D passant par les deux
centres desdits premier et deuxième emplacements C1, C2.
[0030] Cette valeur de β ≈ 5° vise à marquer la différence entre une dite conduite de guidage
non verticale selon l'invention et un simple défaut de verticalité d'une conduite
de guidage verticale de type I-tube.
[0031] De préférence, le support flottant selon l'invention comprend une pluralité de dites
conduites de guidage non verticales dont lesdits deuxièmes emplacements C2 sont disposés
en périphérie de ladite plateforme interne circulaire selon une disposition plus régulière,
de préférence selon une disposition de dits deuxièmes emplacements successifs dont
les directions radiales sont espacées angulairement d'un même angle (gamma), et/ou
selon une disposition plus symétrique par rapport à un plan diamétral LL que lesdits
premiers emplacements C1 disposés en périphérie de ladite paroi de fond circulaire.
[0032] Plus particulièrement encore, ledit touret supporte des dites premières conduites
flexibles, une partie au moins des dites premières conduites flexibles passant par
des dites conduites de guidage non verticales disposées au niveau de dits deuxièmes
emplacements de manière à ce que les efforts générés par lesdites premières conduites
flexibles soient transférées et repris de façon sensiblement plus homogène et/ou plus
symétrique le long du pourtour de la périphérie de ladite plateforme interne que les
efforts générés par lesdites premières conduites au niveau des dits premiers emplacements.
[0033] Plus particulièrement encore, lesdites premières conduites sont disposées au niveau
des dits deuxièmes emplacements de manière à ce que les efforts générés par lesdites
premières conduites soient répartis de façon sensiblement homogène et/ou symétrique
sur le pourtour de la périphérie de ladite plateforme interne, de préférence lesdites
deuxièmes emplacements étant disposés de façon sensiblement homogène et/ou symétrique
sur le pourtour de la périphérie de ladite plateforme interne.
[0034] Dans une variante préférée, ledit touret comprend au moins une dite conduites de
guidages s'étendant depuis un dit premier emplacement au niveau de ladite paroi de
fond jusqu'à un dit deuxième emplacement au niveau de ladite plateforme interne de
façon sensiblement homogène et/ou symétrique sur le pourtour de la périphérie de ladite
plateforme interne, selon un parcours incurvé en forme de S.
[0035] On entend ici par forme en S, une forme incurvée dans un plan avec 1 seul point d'inflexion
de courbure, ou encore une forme gauche en S dans l'espace à trois dimensions.
[0036] Plus particulièrement, lorsque la conduite de guidage est incurvée, l'axe de la conduite
n'est pas contenu dans un plan vertical.
[0037] Dans une autre variante de réalisation, ledit touret comprend au moins une dite conduite
de guidage s'étendant depuis un dit premier emplacement au niveau de ladite paroi
de fond jusqu'à un dit deuxième emplacement au niveau de ladite plateforme interne,
selon un parcours sensiblement rectiligne incliné (β).
[0038] Plus particulièrement encore, ledit support flottant comprend :
- une dite plateforme supérieure supportant au moins une première partie d'un raccord
à joint tournant disposé axialement ZZ' au-dessus de ladite plateforme interne,
- ladite plateforme supérieure reposant sur des premiers éléments de guidage en rotation,
de préférence un premier palier de roulement, et supportant une première partie dudit
raccord tournant, ladite première partie du dit raccord tournant étant solidaire de
ladite plateforme supérieure, des éléments de conduite de jonction coudés reliant
les extrémités supérieures des dites premières conduites flexibles au niveau de ladite
plateforme interne à ladite première partie du dit raccord, une deuxième partie rotative
dudit raccord tournant étant supportée par le pont du support flottant, et
- une dite structure interne cylindrique étanche, de préférence à section circulaire
selon ledit axe vertical ZZ', comportant une paroi de fond assemblée de manière étanche
à l'extrémité inférieure d'une paroi tubulaire latérale de ladite structure interne
tubulaire, et
- une structure inférieure d'amarrage, de préférence de forme annulaire coaxiale à ladite
structure interne cylindrique, connectée à ladite paroi de fond, en sous face de ladite
paroi de fond, des lignes d'ancrage s'étendant depuis ladite structure inférieure
d'amarrage où elles sont amarrées jusqu'au fond de la mer et lesdites premières conduites
flexibles traversant ladite structure inférieure d'amarrage.
[0039] Plus particulièrement encore, ledit touret comprend :
- une dite plateforme supérieure en appui sur un premier palier de roulement disposé
au niveau d'un redan à l'extrémité supérieure de ladite cavité, de préférence de manière
à ce que ladite plateforme supérieure ne dépasse pas en hauteur le niveau du pont
du support flottant, et
- ladite paroi tubulaire latérale à section circulaire de ladite structure interne tubulaire
cylindrique coopère avec au moins des deuxième et troisième paliers latéraux de roulement
ou de frottement, de préférence des paliers de roulement, intercalés entre la paroi
latérale cylindrique de ladite cavité et ladite paroi tubulaire latérale de ladite
structure interne cylindrique et autorisant la rotation de ladite structure interne,
ledit troisième palier de roulement ou de frottement étant situé en dessous dudit
deuxième palier latéral, ledit deuxième palier étant de préférence au-dessus de la
surface de l'eau, à proximité du niveau de ladite plateforme interne, ledit troisième
palier latéral étant situé à proximité du niveau de ladite paroi de fond.
[0040] On comprend que, dans ce mode de réalisation :
- ladite structure interne cylindrique est articulé en rotation par rapport à ladite
cavité et dite coque par l'intermédiaire desdits éléments de guidage en rotation,
de préférence au moins un palier de roulement ou de frottement, de manière à autoriser
la rotation dudit support flottant autour d'un axe sensiblement vertical ZZ' de la
cavité dudit touret, sans entraîner la rotation de ladite structure interne cylindrique
dudit touret par rapport au même axe vertical ZZ', lesdites lignes d'amarrage et première
conduites flexibles s'étendant dessous le touret étant apte à rester fixe en rotation
autour de l'axe ZZ' par rapport au fond de la mer, lorsque ledit support flottant
est entraîné en rotation autour de l'axe vertical ZZ' de ladite structure interne
cylindrique ou dite cavité du touret, et
- ladite première partie du raccord tournant coopère de manière étanche avec la deuxième
partie du raccord tournant de manière à assurer les transferts de fluide ou de courants
électriques en provenance ou vers les flexibles et câbles électriques, tout en autorisant
la rotation dudit support flottant (et de ladite deuxième partie du raccord tournant)
autour d'un axe sensiblement vertical ZZ' de la cavité dudit touret, sans entraîner
la rotation des dites premières conduites flexibles à l'intérieur de ladite structure
interne cylindrique par rapport au même axe vertical ZZ.
[0041] Plus particulièrement encore, le(s)dit(s) palier(s) de roulement est (sont) constitué(s)
par des rouleaux ou des roulettes guidés dans des pistes de roulement, lesdites pistes
de roulement et dits rouleaux ou roulettes étant disposés circulairement autour de
ladite structure interne, de préférence régulièrement espacés.
[0042] La présente invention fournit également une installation de liaison fond-surface
comportant un support flottant selon l'invention caractérisé en ce qu'il comprend
en outre au moins une deuxième conduite rigide assurant la liaison entre l'extrémité
inférieure d'une dite première conduite flexible s'étendant dessous ledit touret et
l'extrémité d'une conduite sous-marine reposant au fond de la mer.
[0043] Dans une variante de réalisation, ladite deuxième conduite rigide est disposée en
colonne montante sensiblement verticalement, ladite première conduite flexible à laquelle
elle est reliée adoptant une forme de double chainette plongeante.
[0044] Dans une autre variante de réalisation, ladite deuxième conduite rigide est du type
dénommé SCR, s'étendant selon une forme de courbe dite de chainette simple entre l'extrémité
d'une conduite reposant au fond de la mer et l'extrémité inférieure d'une dite première
conduite flexible débouchant en dessous du dit touret et en continuité de courbure
de ladite première conduite flexible.
[0045] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux
à la lumière de la description détaillée qui va suivre, faite de manière illustrative
et non limitative, en référence aux dessins sur lesquels :
- la figure 1 est une vue de côté d'un FPSO 1 équipé d'un touret 2 situé dans le tiers
avant de la coque, ancré en 1a et comportant des conduites de liaison fond-surface
4, 8 jusqu'à des conduites sous-marines 9 reposant au fond de la mer 10,
- la figure 2 est une coupe en arraché et en vue de côté d'un touret 2 intégré à la
coque d'un FPSO 1 selon l'invention, détaillant le cheminement d'une conduite de guidage
5 en S selon l'invention, d'une conduite flexible 4 depuis la paroi de fond 2b dudit
touret 2, jusqu'à une plateforme interne 6 située dans le plan BB, à un niveau supérieur
dudit touret, ledit plan BB étant disposé largement au dessus du niveau de l'eau 11
additionné des plus fortes houles, lorsque ledit FPSO 1 est ballasté au maximum,
- la figure 3 est une vue détaillant le raccordement de l'extrémité supérieure des conduites
flexibles 4 au niveau d'éléments de raccordement 6a fixés sur la plateforme interne
6,
- la figure 4 est une représentation de type « rose des vents » (en anglais « rose wind
») de la répartition des efforts verticaux à la périphérie d'un touret, créés par
l'ensemble des conduites flexibles 4 reliées à ce dernier, dans une configuration
classique de l'art antérieur,
- la figure 5A est une coupe d'un touret 2 selon l'invention au niveau du plan AA de
la figure 2, détaillant l'emplacement des diverses conduites flexibles, ombilicaux
et câbles électriques 4, de petite 4c, de moyenne 4b et de grande taille 4a,
- la figure 5B est une coupe du même touret selon l'invention que celui de la figure
5A, effectuée au niveau du plan BB de la figure 2, détaillant la réorganisation des
diverses conduites flexibles, ombilicaux et câbles électriques, de petite, de moyenne
et de grande taille, ainsi que la nouvelle « rose des forces » R' résultant de cette
réorganisation, lesdits deuxièmes emplacements de premières conduites flexibles étant
schématisés en hachures lorsqu'ils sont déportés par rapport au dits premiers emplacements,
ces derniers étant représentés en pointillés; et
- la figure 6A est une vue en coupe verticale du touret comprenant une conduite de guidage
et de déport selon l'invention rectiligne et inclinée 5 et une conduite de guidage
verticale en I connue 5b, et
- la figure 6B est une vue en coupe horizontale selon le plan BB du dispositif de la
figure 6A montrant un déport de la conduite de guidage 5 selon l'invention.
[0046] Sur la figure 1, on a représenté en vue de côté un support flottant de type « FPSO
» 1 solidaire d'un touret 2 situé dans le tiers avant dudit FPSO. Ledit touret 2 est
ancré par une pluralité de lignes d'ancrage 1a reliés à des ancres non représentées
plantées dans le sol sous-marin 10. Le touret, connu de l'homme de l'art, est représenté
en coupe sur la figure 2 et présente une structure cylindrique interne 2a sensiblement
fixe en rotation autour de l'axe ZZ par rapport au sol marin 10, à l'intérieur d'une
cavité 2d traversant de part en part la coque 1d du support flottant 1. Le touret
2 est constitué d'une structure tubulaire 2a rendue étanche à son extrémité inférieure
par une paroi de fond 2b et comprenant à son extrémité supérieure une plateforme supérieure
2c, de plus grand diamètre que la paroi tubulaire latérale 2a, ladite plateforme 2c
venant en appui, dans ses parties périphériques dépassant de la paroi tubulaire latérale
2a, contre le redan 1c à l'extrémité supérieure de la cavité 2d.
[0047] Ladite structure cylindrique interne 2a et la coque 1d coopèrent en rotation relative
grâce à des paliers de roulement 2a1, 2a2 et 2a3 comprenant deux paliers circulaires
latéraux de guidage supérieur 2a2 et inférieur 2a3 qui transfèrent les efforts horizontaux
entre le touret et la structure du FPSO et un palier de roulement supérieur circulaire
de supportage 2a1 qui transfère l'intégralité des efforts verticaux entre la plateforme
supérieure 2c du touret et le pont du FPSO. Ceci permet au FPSO de pivoter librement
autour de l'axe vertical ZZ' du touret et de se positionner dans une direction correspondant
à la résultante des efforts engendrés par la houle, le vent et le courant sur le FPSO
et ses superstructures, sans que la structure cylindrique interne 2a du touret 2 ne
pivote, ce dernier restant ainsi sensiblement fixe en rotation autour de l'axe ZZ',
vis-à-vis du fond de la mer 10.
[0048] Lesdits paliers 2a1, 2a2, 2a3 sont des paliers de frottement ou de roulement, de
préférence des paliers de roulement. Il peut s'agir plus particulièrement de rouleaux
ou de roulettes intercalés entre :
- la paroi interne de la cavité 2d et la surface externe de la paroi tubulaire latérale
2a, en ce qui concerne les rouleaux ou les roulettes latéraux de guidage 2a2 et 2a3,
et
- la surface horizontale du redan 1c et la sous-face de la plateforme supérieure 2c
du touret 2, en ce qui concerne le palier de supportage 2a1.
[0049] On comprend qu'au niveau desdits paliers au moins, ladite structure tubulaire 2 et
ladite paroi interne de cavité 2d présentent une section circulaire. Les rouleaux
ou roulettes des paliers inférieurs et supérieurs de guidage latéral 2a2 et 2a3 sont
plus particulièrement disposés avec leurs axes de rotation en position verticale.
Dans le cas du palier supérieur de supportage 2a1, lesdits rouleaux ou roulettes sont
disposés avec leurs axes de rotation en position horizontale en appui sur le redan
1c, la plateforme 2d reposant sur la tranche desdits rouleaux 2a1.
[0050] Sur les figures 1 et 2, on a représenté aussi la structure d'amarrage inférieure
2-1 fixée en sous face de la paroi de fond 2b et sur laquelle sont fixées les lignes
d'ancres 1a. La structure inférieure 2-1 présente une forme annulaire et est traversée
en son centre par une pluralité de dites premières conduites flexibles incluant des
conduites de productions mais aussi des ombilicaux et de câbles électriques 4 de diverses
tailles, légères 4c, moyennes 4b et lourdes 4a qui traversent la paroi de fond en
passant à l'intérieur des extrémités 5a de conduites de guidage 5 supportées et traversant
la paroi de fond 2b puis remontant à l'intérieur de la structure cylindrique étanche
2a guidées par des conduites de guidage non verticales 5 selon l'invention et pour
certaines dans des conduites de guidage verticales 5b de la technique antérieure.
Les extrémités supérieures 4-3 de premières conduites flexibles 4, débouchant des
extrémités supérieures 5c des conduites de guidage traversant la plateforme interne
6, sont raccordées à des éléments de raccordement 6a supportés par une plateforme
interne 6 fixée à l'intérieur et au sommet de ladite structure interne 2 dessous le
raccord à joint tournant 3, la partie inférieure 3-2 étant supportée axialement par
la plateforme supérieure 2c de la structure cylindrique interne 2a. Enfin, des conduites
de jonction coudées 7 assurent la jonction des extrémités supérieures 4-3 des premières
conduits flexibles 4 entre la plateforme interne 6 et le raccord à joint tournant
3-2.
[0051] En mer peu profonde, c'est-à-dire lorsque la hauteur d'eau est de 200 à 750, voire
1000m, les conduites de liaisons fond surface, ainsi que les conduites 9 reposant
sur le fond de la mer sont en général des conduites flexibles, telles les conduites
fabriquées pour l'industrie pétrolière par Technip (France) ou Wellstream (USA). Par
contre, lorsque la profondeur d'eau dépasse 1000-1500m, on préfère installer pour
les conduites de production ou d'injection d'eau ou de gaz, des deuxièmes conduites
rigides en acier 8, isolées ou non, entre les conduites sous-marine 9 reposant au
fond de la mer et lesdites premières conduites flexibles débouchant en subsurface
dessous le touret du FPSO. On peut disposer une deuxième conduite rigide 8 reliant
le fond de la mer jusqu'à l'extrémité d'une première conduite flexible 4 au niveau
d'un flotteur 12 à une distance en dessous du niveau de la mer de l'ordre de 50 à
100m. Ladite deuxième conduite rigide 8 peut être verticale (non représenté) ou du
type SCR (« steel catenary riser ») en forme de courbe dite de chainette, de caractéristiques
en général équivalentes à celles des conduites de production, la liaison avec le FPSO
étant alors assurée par des premières conduites flexibles en configuration de double
chaînette plongeante 4-2. Lorsque la profondeur d'eau est supérieure à 1000m, on évite
l'utilisation de premières conduites flexibles de grandes longueurs, extrêmement coûteuses,
et l'on prolonge avantageusement la conduite rigide 9 reposant sur le sol jusqu'au
FPSO en configuration de chaînette simple ou « SCR » comme représenté sur la figure
1, la partie supérieure de la liaison fond-surface peut alors être constituée par
une portion de conduite flexible 4-1, assurant une liaison souple avec le touret 2
du FPSO, ladite portion de première conduite flexible 4 étant alors en continuité
de courbure avec l'extrémité supérieure de la deuxième conduite rigide 8 de type SCR
et de préférence de même diamètre intérieur, et d'une longueur totale, par exemple,
de 50 à 100m. Dans une telle configuration, les efforts engendrés par la conduite
de liaison fond surface 4, 8 sur le touret sont très importants en raison le la hauteur
de la tranche d'eau qui dans ce cas doit être supérieure à 750-1000m.
[0052] Dans certaines configurations de champs, on trouvera en partie inférieure du touret
une concentration de conduites flexibles de grand diamètre 4a, donc de poids linéaire
important, arrivant sur une zone réduite de la périphérie du touret, alors que dans
une autre zone de la périphérie de position diamétralement opposé, il n'y aura que
des conduites flexibles ou des câbles de faible poids linéaire, voire aucune conduite
dans certains cas arrivant au touret. La figure 4 illustre les effets de ce cas dans
un mode de réalisation selon la technique antérieure lorsque les premières conduites
flexibles 4 sont raccordées à la paroi de fond et que les efforts sont essentiellement
repris et transférés par ladite paroi de fond du touret. On observe ici :
- sur la gauche, 4 conduites flexibles de type 4a de grand diamètre, donc de poids linéaire
important, donc engendrant des tensions et des efforts verticaux importants,
- sur la droite une seule conduite flexible de grand diamètre 4a,
- puis, réparties tout autour de la périphérie du touret une pluralité de conduites
flexibles moyennes 4b, ainsi que des petites conduites flexibles 4c.
[0053] Le poids propre de la structure du touret ainsi que les efforts verticaux dus à l'ancrage
1a se répartissent sensiblement uniformément sur la périphérie du touret, donc les
éléments de guidage en rotation 2a1 ainsi que les pistes de roulement solidaires respectivement
du FPSO et du touret, sont sensiblement tous contraints de manière uniforme par ces
efforts verticaux. En revanche, la répartition irrégulière et/ou asymétrique des dites
conduites flexibles 4 en suspension génère des efforts verticaux non homogènes sur
la périphérie du touret créant des variations de contraintes qui peuvent être très
importantes. Ainsi, on a représenté sur la figure 4 la «rose des efforts verticaux»
R, similaire à la «rose des vents» connue de l'homme de l'art dans le domaine de la
météorologie, pour représenter la variation des efforts verticaux F par unité de longueur
sur la périphérie dudit touret : F représente alors l'effort vertical par unité de
longueur, par exemple par mètre curviligne de la circonférence de la plateforme supérieure
appliqué sur le palier de rotation 2a1 résultant de la répartition des diverses conduites
flexibles dans ladite zone périphérique du touret lorsque ces efforts sont repris
au niveau de la paroi de fond où les conduites sont raccordées selon la technique
antérieure ou sont transférés verticalement sans modification de répartition vers
une plateforme supérieure où ils sont raccordés. Ainsi, dans les parties gauche et
basse de la figure 4, du fait de la concentration importante de conduites flexibles
lourdes 4a et une pluralité de conduites moyennes 4b et petites 4c, la rose des efforts
R présente alors, dans le sens des aiguilles d'une montre la variation suivante :
- depuis le bas de la figure, une valeur croissante depuis une valeur nulle jusqu'en
R1, puis une valeur légèrement décroissante jusqu'en R2 (F1),
- puis de nouveau une valeur croissante qui atteint un maximum F2 entre R3 et R4, et enfin une valeur décroissante jusqu'à zéro de R4 à R5,
- on observe ensuite toute une plage avec une valeur F sensiblement nulle jusqu'au sommet
de ladite figure,
- puis une zone R6 où la rose des efforts a une valeur faible F3 en raison de la présence d'une conduite flexible moyenne 4b,
- puis de nouveau une zone où F a une valeur sensiblement nulle,
- jusqu'à la zone droite de la figure où la présence d'une pluralité de conduites flexibles
de diverses taille induit la rose des efforts R7,
- puis de nouveau une zone où F a une valeur sensiblement nulle,
- puis une zone où la rose des efforts R8 a une valeur faible en raison de la présence
d'une conduite flexible moyenne unique,
- enfin une zone où F a une valeur sensiblement nulle.
[0054] Ainsi, lorsque le FPSO 1 pivote autour de son touret 2 sensiblement fixe par rapport
au fond de la mer 10, les pistes de roulement ainsi que les paliers de rotation 2a1,
2a2, 2a3 sont soumises de manière permanente à des efforts verticaux (2a1) et horizontaux
moindres (2a2 et 2a3) qui varient d'une valeur nulle à une valeur maximale comme expliqué
précédemment, ce qui induit une fatigue localisée d'autant plus importante que les
plages de variations angulaires du FPSO sont souvent réduites à un secteur limité,
par exemple du gisement 260° au gisement 325°, correspondant par exemple à 90% du
temps où la résultante des effets de la houle, du vent et des courants sur le FPSO,
maintient ce dernier dans cette plage de gisement. Ainsi, pistes de roulement et paliers
de rotation soumis à des efforts alternés plus importants dans ce secteur angulaire,
présenteront une usure et une fatigue accélérées dans ce secteur angulaire, alors
que d'autres secteurs ne subiront quasiment aucun effort important, donc peu d'usure
significative et une fatigue quasi-nulle, pendant la durée de vie de l'installation
qui en général atteint 20-25 ans, voire plus.
[0055] Pour limiter les valeurs extrêmes des efforts localisés F et lisser la forme de la
« rose des efforts » R sur la périphérie du touret, on fournit selon la présente invention,
tel que représenté sur les figures 2, 5A, 5B et 6 un dispositif de guidage non vertical
des conduites flexibles au sein du touret qui permet avantageusement de modifier la
répartition du transfert de charge généré par lesdites conduites flexibles au sein
du touret 2.
[0056] Sur la figure 2, on a représenté en coupe un touret 2 d'un FPSO 1 traversé du bas
vers le haut par une conduite de guidage rigide en acier 5 en forme de S. Ladite conduite
de guidage 5 est équipée en partie basse d'une goulotte en forme de trompette 5a destinée
à éviter l'endommagement de la conduite flexible 4 qu'elle contient et guide dans
la zone de contact lors de son arrivée dans l'extrémité inférieure de la conduite
de guidage. Ladite conduite de guidage 5 traverse de manière étanche la paroi de fond
2b du touret au niveau d'un premier emplacement centré en C1 en périphérie de la paroi
de fond. La partie haute de ladite conduite de guidage 5 est solidarisée 6b à une
plateforme interne support 6 solidaire de la structure cylindrique interne 2a du touret
2 dans le plan BB au-dessus de la surface de l'eau de mer et au-dessous de la plateforme
supérieure 2c du touret. Ladite plateforme interne 6 supporte également l'extrémité
supérieure de ladite première conduite flexible contenue dans ladite conduite de guidage
équipée d'un élément de raccordement 6a débouchant à l'extérieur de la conduite de
guidage. La plateforme interne 6 supporte l'ensemble des dites premières conduites
flexibles, et donc sensiblement l'intégralité des efforts verticaux de chacune desdites
conduites flexibles.
[0057] L'extrémité supérieure de ladite conduite 4 est reliée via un élément de conduite
de jonction 7 à une partie 3-2 du raccord à joint tournant 3. Ladite partie 3-2 du
raccord 3 est solidaire du touret, donc sensiblement fixe en rotation par rapport
au fond de la mer. Puis, le fluide ressort de la partie 3-1 du raccord 3 solidaire
du pont 1b et de la plateforme supérieure 2c, par une conduite 13. La partie 3-1 du
raccord à joint tournant 3 est solidaire du pont du FPSO 1 et se trouve donc en rotation
libre autour de l'axe ZZ' du touret 2 par rapport à la partie 3-2 solidaire du touret
2. Il en va de même pour les autres conduites flexibles 4b et 4c raccordée au joint
tournant en 3-2 via des éléments de jonction 7 et ressortant en 3-1 vers des conduites
13 sur le pont 1b.
[0058] On a représenté sur la figure 5A, qui correspond à une coupe en vue de dessus de
la section du plan AA de la figure 2, l'ensemble des conduites flexibles 4, 4a, 4b,
4c qui ne sont pas raccordées au niveau de la paroi de fond mais sont contenues et
guidées dans des conduites de guidage lesquelles traversent la paroi de fond 2b en
des premiers emplacements centrés en C1 selon une répartition imposée par l'architecture
du champ comme expliqué précédemment en référence à la figure 4. Les efforts verticaux
sont sensiblement intégralement transférés au niveau de la plateforme interne 6 où
les conduites sont en suspension.
[0059] Sur cette figure 5A, on a représenté quatre conduites de guidage et de déport 5 selon
l'invention pour conduites flexibles lourdes 4a-2 à 4a-5, ainsi que deux conduites
de guidage et de déport 5 pour conduites flexibles moyennes 4b-1 et 4b-2 et une pluralité
d'autres conduites de guidage sensiblement verticales conventionnelles pour conduites
flexibles moyennes et petites, réparties sur la périphérie. Sur les figues 5A-5B,
lesdites conduites de guidage des conduites flexibles 4a-2 à 4a-5 sont des conduites
de guidage en S selon l'invention, alors que les autres conduites de guidage, et en
particulier la conduite de guidage de la conduite flexible 4a-1 sont des conduites
conventionnelles de type conduites en I (en anglais I-tube) connues de l'homme de
l'art dans le domaine de l'exploitation pétrolière en mer, et représentées 5b sur
la figure 1.
[0060] Sur la figure 5B, on a représenté la position des extrémités supérieures 5c des conduites
de guidage 5 des mêmes conduites flexibles 4a-2 à 4a-5 fixés 6b sur la périphérie
de la plateforme 6 en des deuxièmes emplacements centrés en C2. La conduite flexible
lourde 4a-1 se trouve sensiblement à la même position en tête qu'en pied (figure 5A),
et sa conduite de guidage est de type I-tube, sensiblement vertical. Les conduites
flexibles 4a-2 à 4a-5 sont déportées grâce aux conduites de guidage en S selon l'invention
et se retrouvent alors avantageusement réparties de manière régulière sur la périphérie,
sensiblement tous les 60° (Y') selon les axes LL - MM - NN, et sensiblement symétriquement
par rapport à LL. Le déport respectif des deuxièmes emplacements C2 par rapport aux
premiers emplacements C1 est représenté par une flèche sur cette figure 5B et correspond
à un angle α2 à α5 supérieur à 5°, notamment ici de 10 à 60°, dans un plan horizontal
entre les plan radiaux sensiblement verticaux contenant l'axe ZZ' et passant par C1
et C2 respectivement. Les deux conduites flexibles moyennes 4b-1 et 4b-2 sont rapprochées
l'une de l'autre grâce à deux conduites de guidage en S, sensiblement symétriquement
par rapport à l'axe LL, et créant un déport mineur de l'ordre de 5 à 8°.
[0061] Ainsi, l'essentiel des charges lourdes se trouvent régulièrement et symétriquement
réparties à la périphérie de la plateforme 6 et donc régulièrement et symétriquement
transférées et reprises au niveau du palier 2a1 avec un léger pic d'effort sensiblement
tous les 60°, sans créer de variations de contraintes importantes sur le touret, la
coque et les paliers de roulement. Lors des mouvements du FPSO 1 autour de son touret
2, sensiblement fixe par rapport au fond marin, il en résultera un niveau de contraintes
et de fatigue locale radicalement réduit, ainsi qu'une fatigue globale sensiblement
uniforme sur les éléments de roulage et surtout sur les pistes de roulement, sur toute
la périphérie du touret. Il en résulte ainsi un meilleur comportement de l'ensemble
de l'installation fond-surface pendant toute la durée de vie de l'installation, cette
dernière étant couramment de 15 à 20 ans, voire plus, sans nécessiter de maintenance
lourde, telle une mise en cale sèche pour démontage et changement de ces composants
très critiques et sujets à usure, que l'on constate couramment dans l'art antérieur.
[0062] Sur les figures 6A-6B, on montre, à titre illustratif, un exemple de réalisation
de conduite de guidage non verticale 5 selon l'invention présentant une forme rectiligne
D inclinée d'un angle β supérieur à 5° par rapport à la verticale, ici environ 30°,
sur une hauteur H entre la paroi de fond 2b et la plateforme interne 6 d'au moins
75% de la hauteur du touret soit H= 10 à 20m. Il en résulte un déport dudit deuxième
emplacement d'un angle alpha de 175°, tel que représenté sur la figure 6B, dans un
plan horizontal entre les plans radiaux contenant l'axe ZZ' et passant respectivement
par C1 et par C2. Plutôt que des conduites de guidage rectilignes selon l'invention,
on préfère mettre en oeuvre des conduites de guidage en S dans un plan ou dans l'espace
à trois dimensions, car il est ainsi plus facile de disposer un plus grand nombre
de conduites de guidage dans l'intérieur du touret sans risquer des interférences
entre dites conduites 5, ou encore des zones congestionnées limitant de ce fait les
possibilités d'accès pour inspection et maintenance.
[0063] A titre d'exemple, un touret de FPSO traverse intégralement la coque du support flottant
sur une hauteur de 30 à 55m de hauteur, son diamètre est de 10 à 25 m, notamment 12
à 16m, et son poids propre est d'environ 2 500 à 5 000 tonnes. L'ensemble des efforts
verticaux dus aux conduites de liaison fond-surface peuvent atteindre 5 000 à 7 500
tonnes voire 10 000 tonnes. Les grosses conduites flexibles par grande profondeur
d'eau peuvent engendrer chacune des efforts de 100 à 250 tonnes, dans le cas de chaînettes
4-2 telles que décrites en référence à la figure 1, dans le cas de conduites rigides
en configuration de SCR 8, 4-1, les efforts verticaux peuvent atteindre 750 tonnes
à 1 000 tonnes, voire plus, pour chacune des lignes.
[0064] On peut ainsi installer un grand nombre de conduites, de gaz, de produits bruts,
d'ombilicaux hydrauliques et de câbles électriques 4a-4c, par exemple 36 ou 48 conduites
flexibles 4, quelque soit l'architecture du champ et l'implantation des diverses têtes
de puits autour du FPSO.
1. Support flottant (1) de production pétrolière supportant ou apte à supporter des conduites
de liaison fond-surface entre une pluralité de conduites sous-marines (9) reposant
au fond de la mer (10) et ledit support flottant (1) en surface (11), ledit support
flottant comprenant un touret (2) comprenant une cavité (2d) au moins en partie immergée
au sein d'une structure déportée à l'avant du support flottant ou intégrée dans ou
dessous la coque du support flottant, de préférence traversant la coque du support
flottant sur toute sa hauteur, ledit touret (2) comprenant une structure interne cylindrique
(2a) au sein de ladite cavité, de préférence à section circulaire, ladite structure
interne comprenant une paroi latérale tubulaire surmontée à son extrémité supérieure
d'une plateforme supérieure (2c) arrivant sensiblement au niveau du pont (1b) du support
flottant, ladite paroi latérale tubulaire (2a) étant au moins en partie fermée à son
extrémité inférieure par une paroi de fond (2b), ladite structure interne cylindrique
étant traversée ou apte à être traversée par une pluralité de premières conduites
flexibles (4, 4a-4c) reliées (7) à ladite plateforme supérieure (2c) et s'étendant
dessous ladite paroi de fond (2b) jusqu'à des conduites sous-marines (9) reposant
au fond de la mer ou jusqu'à des deuxièmes conduites (8) elles-mêmes reliées à des
conduites sous-marines (9) reposant au fond de la mer, ladite structure interne cylindrique
(2a) étant articulée en rotation par rapport à ladite cavité (2d) et dite coque par
l'intermédiaire d'éléments de guidage en rotation, de préférence au moins un palier
de roulement ou de frottement (2a
1, 2a
2, 2a
3), de manière à autoriser la rotation dudit support flottant autour d'un axe sensiblement
vertical ZZ' de la cavité dudit touret, sans entraîner la rotation d'une partie dudit
touret par rapport au même axe vertical ZZ',
caractérisé en ce que ladite structure interne cylindrique (2a) comprend au moins une, de préférence une
pluralité de conduites de guidage et de déport (5), de préférence rigide, contenant
et guidant ou aptes à contenir et guider une dite première conduite flexible (4),
ladite conduite de guidage (5) traversant ladite paroi de fond (2b) et traversant
non verticalement l'intérieur de ladite structure interne cylindrique (2a) du touret
entre :
- d'une part, ladite paroi de fond (2b) au niveau d'un premier emplacement (C1) de
ladite paroi de fond où ladite conduite de guidage se trouve fixée, ledit premier
emplacement étant disposé de préférence à la périphérie de ladite paroi de fond, et
- d'autre part, une plateforme interne (6) solidaire de ladite structure cylindrique
interne (2a) au-dessus de ladite paroi de fond et au-dessus du niveau de la surface
de l'eau (11), l'extrémité supérieure (5c) de ladite conduite de guidage (5) étant
fixée (6b) à ladite plateforme interne (6) au niveau d'un deuxième emplacement (C2)
où se trouve fixée ou est apte à être fixée l'extrémité supérieure (4-3) de ladite
conduite flexible (4) contenue dans ladite conduite de guidage, ledit deuxième emplacement
étant non aligné verticalement avec ledit premier emplacement, ledit deuxième emplacement
étant disposé de préférence à la périphérie de ladite plateforme interne (6).
2. Support flottant selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers emplacements sont disposés selon une répartition non régulière et/ou
non symétrique le long de la périphérie de ladite paroi de fond.
3. Support flottant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite conduite de guidage non verticale (5) réalise entre ledit premier emplacement
(C1) et ledit deuxième emplacement (C2) une déviation d'un angle alpha d'au moins
5° dans un plan horizontal entre (a) un premier plan vertical passant par l'axe vertical
(ZZ') de ladite structure interne cylindrique et le centre du dit premier emplacement
(C1) et (b) un deuxième plan vertical passant par l'axe vertical de ladite structure
interne cylindrique et le centre dudit deuxième emplacement (C2).
4. Support flottant selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite conduite de guidage non verticale (5) réalise entre ledit premier emplacement
(C1) et ledit deuxième emplacement (C2) une déviation d'un angle β d'au moins 5° dans
un plan vertical entre (a) la droite verticale passant par le centre dudit premier
emplacement (C1) et (b) la droite inclinée (D) passant par les deux centres desdits
premier et deuxième emplacements (C1, C2).
5. Support flottant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de dites conduites de guidage (5) non verticales dont lesdits
deuxièmes emplacements (C2) sont disposés en périphérie de ladite plateforme interne
circulaire (6) selon une disposition plus régulière, de préférence selon une disposition
de dits deuxièmes emplacements successifs dont les directions radiales sont espacées
angulairement d'un même angle (gamma), et/ou selon une disposition plus symétrique
par rapport à un plan diamétral (LL) que lesdits premiers emplacements (C1) disposés
en périphérie de ladite paroi de fond circulaire.
6. Support flottant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il supporte des dites premières conduites flexibles (4), une partie au moins des dites
premières conduites flexibles passant par des dites conduites de guidage non verticales
disposées au niveau de dits deuxièmes emplacements de manière à ce que les efforts
générés par lesdites premières conduites flexibles soient transférées et repris de
façon sensiblement plus homogène et/ou plus symétrique le long du pourtour de la périphérie
de ladite plateforme interne que les efforts générés par lesdites premières conduites
au niveau des dits premiers emplacements.
7. Support flottant selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites premières conduites sont disposées au niveau des dits deuxièmes emplacements
de manière à ce que les efforts générés par lesdites premières conduites soient répartis
de façon sensiblement homogène et/ou symétrique sur le pourtour de la périphérie de
ladite plateforme interne (6), de préférence lesdites deuxièmes emplacements étant
disposés de façon sensiblement homogène et/ou symétrique sur le pourtour de la périphérie
de ladite plateforme interne.
8. Support flottant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une dite conduites de guidages s'étendant depuis un dit premier
emplacement au niveau de ladite paroi de fond jusqu'à un dit deuxième emplacement
au niveau de ladite plateforme interne de façon sensiblement homogène et/ou symétrique
sur le pourtour de la périphérie de ladite plateforme interne, selon un parcours incurvé
en forme de S.
9. Support flottant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une dite conduites de guidages s'étendant depuis un dit premier
emplacement au niveau de ladite paroi de fond jusqu'à un dit deuxième emplacement
au niveau de ladite plateforme interne, selon un parcours sensiblement rectiligne
incliné (β).
10. Support flottant selon l'une des revendications 1 à 9,
caractérisé en ce que:
- ladite plateforme supérieure (2c) supporte au moins une première partie (3-1) d'un
raccord à joint tournant (3) disposé axialement (ZZ') au-dessus de ladite plateforme
interne (6),
- ladite plateforme supérieure (2c) reposant sur des premiers éléments de guidage
en rotation, de préférence un premier palier de roulement (21), et supportant une première partie (3-1) dudit raccord tournant (3), ladite première
partie (3-1) du dit raccord tournant étant solidaire de ladite plateforme supérieure
(2c), des éléments de conduite de jonction coudés (7) reliant les extrémités supérieures
(4-3) des dites premières conduites flexibles au niveau de ladite plateforme interne
(6) à ladite première partie (3-1) du dit raccord, une deuxième partie rotative (3-2)
dudit raccord tournant étant supportée par le pont (1c) du support flottant, et
- une dite structure interne cylindrique étanche (2, 2a), de préférence à section
circulaire selon ledit axe vertical (ZZ'), comportant une paroi de fond (2c) assemblée
de manière étanche à l'extrémité inférieure d'une paroi tubulaire latérale de ladite
structure interne tubulaire, et
- une structure inférieure d'amarrage (2-1), de préférence de forme annulaire coaxiale
à ladite structure interne cylindrique, connectée à ladite paroi de fond, en sous
face de ladite paroi de fond, des lignes d'ancrage (1a) s'étendant depuis ladite structure
inférieure d'amarrage (2-1) où elles sont amarrées jusqu'au fond de la mer et lesdites
premières conduites flexibles (4) traversant ladite structure inférieure d'amarrage.
11. Support selon la revendication 10,
caractérisé en ce que :
- ladite plateforme supérieure (2c) est en appui sur un premier palier de roulement
(2a1) disposé au niveau d'un redan (1c) à l'extrémité supérieure de ladite cavité (2d),
de préférence de manière à ce que ladite plateforme supérieure (2c) ne dépasse pas
en hauteur le niveau du pont (1c) du support flottant, et
- ladite paroi tubulaire latérale à section circulaire de ladite structure interne
tubulaire cylindrique coopère avec au moins des deuxième et troisième paliers latéraux
de roulement ou de frottement, de préférence des paliers de roulement (2a2, 2a3), intercalés entre la paroi latérale cylindrique de ladite cavité (2d) et ladite
paroi tubulaire latérale de ladite structure interne cylindrique et autorisant la
rotation de ladite structure interne, ledit troisième palier de roulement ou de frottement
(23) étant situé en dessous dudit deuxième palier latéral (22), ledit deuxième palier étant de préférence au-dessus de la surface de l'eau, à proximité
du niveau de ladite plateforme interne, ledit troisième palier latéral étant situé
à proximité du niveau de ladite paroi de fond.
12. Support flottant selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le(s)dit(s) palier(s) de roulement est (sont) constitué(s) par des rouleaux ou des
roulettes guidés dans des pistes de roulement, lesdites pistes de roulement et dits
rouleaux ou roulettes étant disposés circulairement autour de ladite structure interne,
de préférence régulièrement espacés.
13. Installation de liaison fond-surface comportant un support flottant (10) selon l'une
des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une deuxième conduite rigide (8) assurant la liaison
entre l'extrémité inférieure d'une dite première conduite flexible s'étendant dessous
ledit touret et l'extrémité d'une conduite sous-marine reposant au fond de la mer.
14. Installation de liaison fond-surface selon la revendication 13, caractérisée en ce que ladite deuxième conduite rigide (8) est disposée en colonne montante sensiblement
verticalement, ladite première conduite flexible à laquelle elle est reliée adoptant
une forme de double chainette plongeante (4-2).
15. Installation de liaison fond-surface selon la revendication 13, caractérisée en ce que ladite deuxième conduite rigide (8) est du type dénommé SCR, s'étendant selon une
forme de courbe dite de chainette simple entre l'extrémité d'une conduite reposant
au fond de la mer (9) et l'extrémité inférieure d'une dite première conduite flexible
débouchant en dessous du dit touret et en continuité de courbure de ladite première
conduite flexible (4-1).
1. Schwimmender Träger (1) zur Erdölerzeugung, der Leitungen zur Boden-Oberflächen-Verbindung
zwischen einer Vielzahl von Unterwasserleitungen (9), die am Boden des Meeres (10)
liegen, und dem an der Oberfläche (11) schwimmenden Träger (1) trägt oder geeignet
ist zu tragen, wobei der schwimmende Träger eine Trommel (2) umfasst, umfassend einen
Hohlraum (2d), der zumindest teilweise in eine vor am schwimmenden Träger abgesetzte
Struktur eingetaucht oder in oder unter dem Gehäuse des schwimmenden Trägers integriert
ist, wobei er vorzugsweise das Gehäuse des schwimmenden Trägers auf seiner gesamten
Höhe durchquert, wobei die Trommel (2) eine zylindrische innere Struktur (2a) in dem
Hohlraum vorzugsweise mit kreisförmigem Querschnitt aufweist, wobei die innere Struktur
eine röhrenförmige Seitenwand umfasst, über der an ihrem oberen Ende eine obere Plattform
(2c) montiert ist, die im Wesentlichen auf Höhe der Brücke (1 b) des schwimmenden
Trägers ankommt, wobei die röhrenförmige Seitenwand (2a) zumindest teilweise an ihrem
unteren Ende durch eine Bodenwand (2b) geschlossen ist, wobei die zylindrische innere
Struktur von einer Vielzahl von ersten flexiblen Leitungen (4, 4a-4c) durchquert wird
und durchquert werden kann, die mit der oberen Plattform (2c) verbunden (7) sind,
und sich unter der Bodenwand (2b) bis den Unterwasserleitungen (9), die am Boden des
Meeres liegen, oder bis zu den zweiten Leitungen (8) erstrecken, die selbst mit Unterwasserleitungen
(9), die am Boden des Meers liegen, verbunden sind, wobei die zylindrische innere
Struktur (2a) in Drehung in Bezug zum Hohlraum (2d) und dem Gehäuse mit Hilfe von
Drehführungselementen, vorzugsweise einem Wälzlager oder Reibungslager (2a
1, 2a
2, 2a
3), angelenkt ist, um die Drehung des schwimmenden Trägers um eine im Wesentlichen
vertikale Achse ZZ' des Hohlraums der Trommel zu gestatten, ohne die Drehung eines
Teils der Trommel in Bezug zu derselben Vertikalachse ZZ' nach sich zu ziehen,
dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische innere Struktur (2a) mindestens eine, vorzugsweise eine Vielzahl
von Führungs- und Versatzleitungen (5), die vorzugsweise starr sind, umfasst, die
eine erste flexible Leitung (4) enthalten und führen oder enthalten können und führen
können, wobei die Führungsleitung (5) die Bodenwand (2b) durchquert und das Innere
der zylindrischen inneren Struktur (2a) der Trommel nicht vertikal durchquert zwischen:
- einerseits der Bodenwand (2b) im Bereich einer ersten Stelle (C1) der Bodenwand,
wo die Führungsleitung befestigt ist, wobei die erste Stelle vorzugsweise an der Peripherie
der Bodenwand angeordnet ist, und
- andererseits einer inneren Plattform (6), die mit der zylindrischen inneren Struktur
(2a) über der Bodenwand und über dem Niveau der Wasseroberfläche (11) verbunden ist,
wobei das obere Ende (5c) der Führungsleitung (5) an der inneren Plattform (6) im
Bereich einer zweiten Stelle (C2) befestigt (6b) ist, wo das obere Ende (4-3) der
flexiblen Leitung (4), die in der Führungsleitung enthalten ist, befestigt ist oder
befestigt werden kann, wobei die zweite Stelle nicht vertikal mit der ersten Stelle
fluchtend ist, wobei die zweite Stelle vorzugsweise an der Peripherie der inneren
Plattform (6) angeordnet ist.
2. Schwimmender Träger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stellen gemäß einer nicht regelmäßigen und/oder nicht symmetrischen Verteilung
entlang der Peripherie der Bodenwand angeordnet sind.
3. Schwimmender Träger gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht vertikale Führungsleitung (5) zwischen der ersten Stelle (C1) und der zweiten
Stelle (C2) eine Ablenkung um einem Winkel Alpha von mindestens 5° in einer Horizontalebene
zwischen (a) einer ersten Vertikalebene, die durch die Vertikalachse (ZZ') der zylindrischen
inneren Struktur und die Mitte der ersten Stelle (C1) verläuft, und (b) einer zweiten
Vertikalebene, die durch die Vertikalachse der zylindrischen inneren Struktur und
die Mitte der zweiten Stelle (C2) verläuft, herstellt.
4. Schwimmender Träger gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht vertikale Führungsleitung (5) zwischen der ersten Stelle (C1) und der zweiten
Stelle (C2) eine Ablenkung um einen Winkel β von mindestens 5° in einer Vertikalebene
zwischen (a) der vertikalen Geraden, die durch die Mitte der ersten Stelle (C1) verläuft,
und (b) der geneigten Geraden (D), die durch die beiden Mitten der ersten und zweiten
Stellen (C1, C2) verläuft, herstellt.
5. Schwimmender Träger gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Vielzahl von nicht vertikalen Führungsleitungen (5) umfassen, deren zweite
Stellen (C2) an der Peripherie der kreisförmigen inneren Plattform (6) in einer regelmäßigeren
Anordnung angeordnet sind, vorzugsweise in einer Anordnung von zweiten aufeinanderfolgenden
Stellen, deren radiale Richtungen im Winkel um einen selben Winkel (Gamma) beabstandet
sind, und/oder in einer symmetrischeren Anordnung in Bezug zu einer Diametralebene
(LL) als die ersten Stellen (C1), die an der Peripherie der kreisförmigen Bodenwand
angeordnet sind.
6. Schwimmender Träger gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er erste flexible Leitungen (4) trägt, wobei mindestens ein Teil der ersten flexiblen
Leitungen durch die nicht vertikalen Führungsleitungen verläuft, die im Bereich von
zweiten Stellen angeordnet sind, so dass die von den ersten flexiblen Leitungen erzeugten
Kräfte übertragen und im Wesentlichen auf homogenere und/oder symmetrischere Weise
entlang des Umfangs der Peripherie der inneren Plattform aufgenommen werden als die
Kräfte, die von den ersten Leitungen im Bereich der ersten Stellen erzeugt werden.
7. Schwimmender Träger gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Leitungen im Bereich der zweiten Stellen angeordnet sind, so dass die
von den ersten Leitungen erzeugten Kräfte im Wesentlichen homogen und/oder symmetrisch
auf dem Umfang der Peripherie der inneren Plattform (6) verteilt sind, wobei vorzugsweise
die zweiten Stellen im Wesentlichen homogen und/oder symmetrisch auf dem Umfang der
Peripherie der inneren Plattform angeordnet sind.
8. Schwimmender Träger gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Führungsleitung umfasst, die sich von einer ersten Stelle im Bereich
der Bodenwand bis zu einer zweiten Stelle im Bereich der inneren Plattform im Wesentlichen
homogen und/oder symmetrisch auf dem Umfang der Peripherie der inneren Plattform entlang
eines S-förmig gebogenen Weges erstreckt.
9. Schwimmender Träger gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Führungsleitung umfasst, die sich von einer ersten Stelle im Bereich
der Bodenwand bis zu einer zweiten Stelle im Bereich der inneren Plattform entlang
eines im Wesentlichen geraden geneigten Weges (β) erstreckt.
10. Schwimmender Träger gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass:
- die obere Plattform (2c) mindestens einen ersten Teil (3-1) eines Drehgelenkanschlusses
(3) trägt, der axial (ZZ') über der inneren Plattform (6) angeordnet ist.
- die obere Plattform (2c) auf ersten Drehführungselementen, und vorzugsweise einem
ersten Wälzlager (21), liegt und einen ersten Teil (3-1) des Drehanschlusses (3) trägt, wobei der erste
Teil (3-1) des Drehanschlusses mit der oberen Plattform (2c) verbunden ist, wobei
gebogene Elemente einer Verbindungsleitung (7) die oberen Enden (4-3) der ersten flexiblen
Leitungen im Bereich der inneren Plattform (6) mit dem ersten Teil (3-1) des Anschlusses
verbinden, wobei ein zweiter drehender Teil (3-2) des Drehanschlusses von der Brücke
(1 c) des schwimmenden Trägers getragen wird, und
- eine dichte zylindrische innere Struktur (2, 2a) vorzugsweise mit kreisförmigem
Querschnitt entlang der Vertikalachse (ZZ') eine Bodenwand (2c) umfasst, die dicht
mit dem unteren Ende einer röhrenförmigen Seitenwand der inneren röhrenförmigen Struktur
verbunden ist, und
- eine untere Befestigungsstruktur (2-1), vorzugsweise von ringförmiger Form koaxial
zu der zylindrischen inneren Struktur an die Bodenwand auf der Unterseite der Bodenwand
angeschlossen ist, wobei sich Verankerungslinien (1a) von der unteren Befestigungsstruktur
(2-1) aus erstrecken, wo sie bis zum Boden des Meeres befestigt sind, und wobei die
ersten flexiblen Leitungen (4) die untere Befestigungsstruktur durchqueren.
11. Träger gemäß Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass:
- die obere Plattform (2c) auf einem ersten Wälzlager (2a1) aufliegt, das im Bereich einer Stufe (1c) am oberen Ende des Hohlraums (2d) vorzugsweise
derart aufliegt, dass die obere Plattform (2c) das Niveau der Brücke (1c) des schwimmenden
Trägers in der Höhe nicht überschreitet, und
- die röhrenförmige Seitenwand mit kreisförmigem Querschnitt der zylindrischen röhrenförmigen
inneren Struktur mit mindestens zweiten und dritten seitlichen Wälzlagern oder Reibungslagern,
vorzugsweise Wälzlagern (2a2, 2a3) zusammenwirkt, die zwischen der zylindrischen Seitenwand des Hohlraums (2d) und
der röhrenförmigen Seitenwand der zylindrischen inneren Struktur angeordnet sind und
die Drehung der inneren Struktur gestatten, wobei das dritte Wälz- oder Reibungslager
(23) unter dem zweiten seitlichen Lager (22) angeordnet ist, wobei das zweite Lager vorzugsweise über der Wasseroberfläche in
der Nähe des Niveaus der inneren Plattform ist, wobei das dritte seitliche Lager in
der Nähe des Niveaus der bodenwand angeordnet ist.
12. Schwimmender Träger gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das(die) Wälzlager von Walzen oder Rollen gebildet ist(sind), die in Wälzspuren geführt
sind, wobei die Wälzspuren und die Walzen oder Rollen kreisförmig um die innere Struktur,
vorzugsweise in regemäßigen Abständen, angeordnet sind.
13. Anlage zur Boden-Oberflächen-Verbindung, umfassend einen schwimmenden Träger (10)
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner mindestens eine zweite starre Leitung (8) umfasst, die die Verbindung
zwischen dem unteren Ende einer ersten flexiblen Leitung, die sich unter der Trommel
erstreckt, und dem Ende einer Unterwasserleitung, die am Boden des Meeres liegt, gewährleistet.
14. Anlage zur Boden-Oberflächen-Verbindung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite starre Leitung (8) in einer im Wesentlichen vertikal aufsteigenden Säule
angeordnet ist, wobei die erste flexible Leitung, mit der sie verbunden ist, eine
Form einer doppelten Tauchkette (4-2) annimmt.
15. Anlage zur Boden-Oberflächen-Verbindung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite starre Leitung (8) vom Typ SCR ist, wobei sie sich in Form eines Bogens,
Einfachkette genannt, zwischen dem Ende einer am Boden des Meeres (9) liegenden Leitung
und dem unteren Ende einer ersten flexiblen Leitung, die unter der Trommel mündet,
und die Krümmung der ersten flexiblen Leitung (4-1) weiterführend erstreckt.
1. A floating petroleum production support (1) supporting or suitable for supporting
bottom-to-surface connection pipes between a plurality of undersea pipes (9) resting
on the seabed (10) and the said floating support (1) on the surface (11), said floating
support including a turret (2) having a cavity (2d) immersed at least in part within
a structure offset to the front of the floating support or incorporated in or under
the hull of the floating support, preferably passing through the hull of the floating
support over its entire height, said turret (2) comprising a cylindrical internal
structure (2a), preferably of circular section, within said cavity, said internal
structure comprising a tubular side wall surmounted at its top end by a top platform
(2c) coming substantially to the level of the deck (1b) of the floating support, said
tubular side wall (2a) being closed at least in part at its bottom end by a bottom
wall (2b), said cylindrical internal structure passing or being suitable for passing
a plurality of flexible first pipes (4, 4a-4c) connected (7) to said top platform
(2c) and extending under said bottom wall (2b) to undersea pipes (9) resting on the
sea bottom or to second pipes (8) themselves connected to undersea pipes (9) resting
on the sea bottom, said cylindrical internal structure (2a) being mounted to rotate
relative to said cavity (2d) and said hull via rotary guide elements, preferably at
least one rolling or friction bearing (2a
1, 2a
2, 2a
3), in such a manner as to allow said floating support to rotate about a substantially
vertical axis ZZ' of the cavity of said turret without causing a portion of said turret
to rotate relative to the same vertical axis ZZ',
the floating support being
characterized in that said internal cylindrical structure (2a) comprises at least one, and preferably a
plurality of preferably rigid guide and offset pipes (5) containing and guiding or
suitable for containing and guiding a said flexible first pipe (4), said guide pipe
(5) passing through said bottom wall (2b) and passing non-vertically inside said cylindrical
internal structure (2a) of the turret between:
• firstly said bottom wall (2b) at a first location (C1) of said bottom wall where
said guide pipe is fastened, said first location being preferably located at the periphery
of said bottom wall; and
• secondly an internal platform (6) secured to said internal cylindrical structure
(2a) above said bottom wall and above the level of the water surface (11), the top
end (5c) of said guide pipe (5) being fastened (6b) to said internal platform (6)
at a second location (C2) where the top end (4-3) of said flexible pipe (4) contained
in said guide pipe is fastened or is suitable for being fastened, said second location
not being in vertical alignment with said first location, said second location preferably
being arranged at the periphery of said internal platform (6).
2. A floating support according to claim 1, characterized in that said first locations are arranged in a non-regular and/or non-symmetrical distribution
along the periphery of said bottom wall.
3. A floating support according to claim 1 or claim 2, characterized in that, between said first location (C1) and said second location (C2), said non-vertical
guide pipe (5) describes a deflection through an angle alpha of at least 5° in a horizontal
plane between a) a first vertical plane containing the vertical axis (ZZ') of said
cylindrical internal structure and the center of said first location (C1), and b)
a second vertical plane containing the vertical axis of said cylindrical internal
structure and the center of said second location (C2).
4. A floating support according to claim 1, 2, or 3, characterized in that, between said first location (C1) and said second location (C2), said non-vertical
guide pipe (5) describes a deflection through an angle β of at least 5° in a vertical
plane between a) the vertical line passing through the center of said first location
(C1), and b) the sloping line (D) passing through the centers of both of said first
and second locations (C1, C2).
5. A floating support according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it includes a plurality of said non-vertical guide pipes (5) for which said second
locations (C2) are arranged at the periphery of said circular internal platform (6)
in a more regular arrangement, preferably in an arrangement of said successive second
locations in which the radial directions are angularly spaced apart by the same angle
(gamma), and/or in an arrangement that is more symmetrical relative to a diametral
plane (LL) than said first locations (C1) arranged at the periphery of said circular
bottom wall.
6. A floating support according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it supports said flexible first pipes (4), at least some of said flexible first pipes
passing via said non-vertical guide pipes arranged at said second locations in such
a manner that the forces generated by said flexible first pipes are transferred and
taken up in substantially more uniform and/or more symmetrical manner along the outline
of the periphery of said internal platform than are the forces generated by said first
pipes at the level of said first locations.
7. A floating support according to claim 6, characterized in that said first pipes are arranged at said second locations in such a manner that the
forces generated by said first pipes are distributed in substantially uniform and/or
symmetrical manner over the outline of the periphery of said internal platform (6),
said second locations preferably being arranged in substantially uniform and/or symmetrical
manner over the outline of the periphery of said internal platform.
8. A floating support according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it includes at least one said guide pipe extending from a said first location at
said bottom wall to a said second location at said internal platform in substantially
uniform and/or symmetrical manner over the outline of the periphery of said internal
platform, following an S-shaped curved path.
9. A floating support according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it includes at least one said guide pipe extending from a said first location at
said bottom wall to a second location at said internal platform following a path that
is substantially a sloping straight line (β).
10. A floating support according to any one of claims 1 to 9,
characterized in that:
• said top platform (2c) supports at least a first portion (3-1) of a rotary joint
connection (3) arranged axially (ZZ') above said internal platform (6);
• said top platform (2c) resting on first rotary guide elements, preferably a first
rolling bearing (21), and supporting a first portion () of said rotary connection (3), said first portion
(3-1) of said rotary connection being secured to said top platform (2c), bent junction
pipe elements (7) connecting the top ends (4-3) of said flexible first pipes at said
internal platform (6) to said first portion (3-1) of said connection, a rotary second
portion (3-2) of said rotary connection being supported by the deck (1c) of the floating
support; and
• a said leaktight cylindrical internal structure (2, 2a), preferably of circular
section about said vertical axis (ZZ'), including a bottom wall (2c) assembled in
leaktight manner to the bottom end of the tubular side wall of said tubular internal
structure; and
• a bottom mooring structure (2-1), preferably of annular shape coaxial with said
cylindrical internal structure, connected to said bottom wall, at the bottom face
of said bottom wall, with anchor lines (1a) extending from said bottom mooring structure
(2-1) to which they are moored down to the sea bottom and said flexible first pipes
(4) passing through said bottom mooring structure.
11. A support according to claim 10,
characterized in that:
• said top platform (2c) bears against a first rolling bearing (2a1) arranged at the level of a step (1c) at the top end of said cavity (2d), preferably
in such a manner that said top platform (2c) does not project above the level of the
deck (1c) of the floating support; and
• said lateral tubular wall of circular section of said cylindrical tubular internal
structure co-operates with at least second and third lateral rolling or friction bearings,
preferably rolling bearings (2a2, 2a3), interposed between the cylindrical side wall of said cavity (2d) and said lateral
tubular wall of said cylindrical internal structure and allowing said internal structure
to rotate, said third rolling or friction bearing (23) being situated beneath said second lateral bearing (22), said second bearing preferably being above the surface of the water in the proximity
of the level of said internal platform, said third lateral bearing being situated
in the proximity of the level of said bottom wall.
12. A floating support according to any one of claims 1 to 11, characterized in that said rolling bearing(s) is/are constituted by rollers or wheels guided in rolling
tracks, said rolling tracks and said rollers or wheels being arranged circularly around
said internal structure, and preferably being regularly spaced apart.
13. A bottom-to-surface connection installation comprising a floating support (10) according
to any one of claims 1 to 12, and characterized in that it further comprises at least one rigid second pipe (8) providing a connection between
the bottom end of a said flexible first pipe extending below said turret and the end
of an undersea pipe resting on the sea bottom.
14. A bottom-to-surface connection installation according to claim 13, characterized in that said rigid second pipe (8) is arranged as a substantially vertical riser, said flexible
first pipe to which it is connected adopting a dipping double catenary shape (4-2).
15. A bottom-to-surface connection installation according to claim 13, characterized in that said rigid second pipe (8) is of the so-called SCR type, extending with a curved
shape known as a single catenary between the end of a pipe resting on the sea bottom
(9) and the bottom end of a said flexible first pipe opening out below said turret
and in continuity of curvature with said flexible first pipe (4-1).