EP2207991B1 - Dispositif de mesure du mouvement d'une conduite sous-marine déformable - Google Patents

Dispositif de mesure du mouvement d'une conduite sous-marine déformable Download PDF

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EP2207991B1
EP2207991B1 EP08871319A EP08871319A EP2207991B1 EP 2207991 B1 EP2207991 B1 EP 2207991B1 EP 08871319 A EP08871319 A EP 08871319A EP 08871319 A EP08871319 A EP 08871319A EP 2207991 B1 EP2207991 B1 EP 2207991B1
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EP
European Patent Office
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subsea
pipeline
deformable
frangible elements
rods
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EP08871319A
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German (de)
English (en)
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EP2207991A2 (fr
Inventor
Sylvain Routeau
Isabelle Clement
Frédéric DEMANZE
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Technip Energies France SAS
Original Assignee
Technip France SAS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations

Definitions

  • the invention relates to a device for measuring the movement of a deformable underwater pipe with respect to a seabed.
  • One area of application envisaged is that of the English-language flowline , which extends over the seabed. They are intended to connect a wellhead which, it, protrudes from the seabed, to a rising pipe which, from the seabed, extends catenary to reach a surface installation.
  • the bottom pipe which is supported on the seabed from the wellhead, has a connecting end for connecting the bottom pipe to the riser, or to another bottom pipe.
  • a hydrocarbon flowing from the wellhead is returned to the surface installation via the bottom pipe and the riser pipe.
  • the hydrocarbons flow from the wellhead at a pressure and a temperature which vary with time and moreover, when the flow is stopped, for any reason related to the operation, the conditions of pressure and temperature of the driving of bottom evolve brutally. As a result, the bottom pipe then expands or contracts when, for example, the flow resumes.
  • a bottom pipe of a thousand meters for example, can undergo longitudinal dimensional variations of the order of one meter.
  • connections are mounted on metal structures capable of sliding on a foundation anchored in the seabed. In this way, the connecting end can accommodate longitudinal displacements. However residual friction remains at the connection ends and it is important to evaluate these excursions to ensure that these efforts are compatible with the structure of the bottom pipe.
  • a problem that arises and that aims to solve the present invention is to provide a device that can measure and control the movements of a bottom deformable underwater pipe and at an advantageous cost.
  • the present invention proposes a device for measuring the movement of a deformable underwater pipe with respect to a seabed, said deformable underwater pipe being extended on said seabed to transport fluids between two downhole installations, said deformable underwater pipe being capable of deforming as a function of the temperature of the fluids transported, said measuring device comprising a reception support anchored in said seabed between said installations for receiving said deformable underwater pipe .
  • the device further comprises a set of breakable elements integral with one of said deformable underwater pipe and said receiving support, said set of breakable elements extending in a mean direction substantially parallel to said determined course; and, said breakable elements are intended to be severed successively by the other of said deformable underwater pipe and said receiving support, when said pipe is driven in movement along said determined course, so as to measure said amplitude of said movement as a function of the number severable sectionable elements.
  • a feature of the invention lies in the implementation of a set of breakable elements, locatable and observable, which when the deformable underwater pipe deforms both longitudinally and laterally, are cut successively; the number of scored breakable elements being a function of the maximum amplitude of deformation of the pipe.
  • the set of breakable elements extending in a direction parallel to the stroke of the movement of the pipe, the greater the deformation amplitude is important, the greater the number of scored breakable elements is large.
  • the device according to the invention therefore makes it possible to measure, by means of a visualization camera on board a robot for example, the maximum amplitude, or maximum excursion, experienced during the life of the oilfield.
  • the measuring device according to the invention can not only be installed between a rising pipe and a bottom pipe, but also between two bottom pipes.
  • said set of breakable elements comprises rods, said rods having an end engaged in said deformable underwater pipe or in said receiving support and a projecting free end. of said deformable underwater pipe or said receiving support.
  • said receiving support or said deformable underwater pipe comes to bear against the free end of the rods and cuts through shear as the relative displacement of the pipe underwater and said receiving support.
  • said rods have a groove or notch forming rupture primer, which allows a free section of the rods when they are deformed by the relative movement of said receiving medium and the underwater pipe.
  • the free end of the stems is colored with a color distinct from that of the seabed, so that the images generated by the observation camera, raises no doubt, on the sectioning or not of 'a rod. Indeed, when the stem is intact, its colored free end clearly appears in its initial position on the images of the observation camera. On the other hand, when the stem has been severed, its free colored end has generally been carried away by the submarine bottom currents, so that the remainder of the severed stem in engagement simply causes a point of a different color to appear. and in contrast with the other colored ends that remain intact.
  • said rods are kept oriented in a direction substantially perpendicular to said determined race, such that said deformable underwater pipe or said receiving support according to the embodiment, which bears on the free ends of rods, cuts them off with maximum efficiency.
  • said rods are mounted screwed into said one of said deformable underwater pipe and said receiving support, so as to make their assembly easier.
  • said rods are made of plastic, for example polyamide. In this way, this material being relatively rigid and brittle, minimal deformation of the rods then causes their section, and more precisely at the notch.
  • said set of breakable elements has at least one alignment of said rods, preferably regularly spaced, in a direction between the direction of said stroke and a direction perpendicular to said stroke, so as to ability to establish a relationship of proportionality, between the number of sectioned rods and the range of motion of the deformable underwater pipe.
  • said breakable elements are integral with said receiving support, while said deformable underwater pipe is adapted to cut said breakable elements.
  • the set of breakable elements is maintained in a fixed position relative to the seabed, and it is the movements of the deformable pipe which sever the breakable elements.
  • the measuring device according to the invention further comprises a carriage slidably mounted on said receiving support, said pipe being mounted integral with said carriage, and said carriage is adapted to sever said breakable elements when said underwater pipe is driven in motion and thereby drives the carriage.
  • said breakable elements are integral with said deformable underwater pipe, while said receiving support is adapted to cut said breakable elements.
  • said underwater pipe which, by deforming, causes the breakable elements, which are then cut against said receiving support which is held in a fixed position on the seabed.
  • the measuring device further comprises a sleeve which encloses said deformable underwater pipe and which supports said breakable elements.
  • the sleeve is then fully integral with the underwater pipe and is slidably mounted within a crown anchored to the seabed.
  • said ring is then adapted to sever said breakable elements when said underwater pipe is driven in motion and thereby causes the sleeve through the ring.
  • the present invention provides a method for measuring the movement of a deformable underwater pipe with respect to a seabed, said deformable underwater pipe being extended on said seabed to transport fluids between two water systems. bottom, said deformable underwater pipe being capable of deforming as a function of the temperature of the fluids transported, said method being of the type according to which there is provided a reception support anchored in said seabed between said installations for receiving said deformable underwater pipe, said deformable underwater pipe being capable of being driven in movement along a determined course with respect to said support when it deforms, said movement having an amplitude which varies according to the deformation of said underwater pipe; according to the invention, the measuring method further comprises the following steps: according to which a set of breakable elements integral with one of said deformable underwater pipe and said receiving support, said set of breakable elements is provided; extending in a mean direction substantially parallel to said determined race, said breakable elements being intended to be severed successively by the other of said deformable underwater pipe and said receiving support, when said pipe is
  • the Figures 1A and 1B shows a seabed 10 on which rests a bottom pipe 12 extended longitudinally in a given direction, a measuring device 14 according to the invention and a riser 16 intended to join a surface installation.
  • the measuring device 14 comprises a receiving support 18 anchored in the seabed 10.
  • On this receiving support 18 is installed a carriage 20 which is movable in longitudinal translation in a direction D substantially parallel to said given direction of the bottom pipe 12.
  • the carriage 20 is movable in translation relative to the receiving support 18, which is provided with guide means not shown to specifically guide the carriage 20 in translation.
  • the bottom pipe 12 has a connecting end 22 held in a fixed position on the mobile carriage 20, by means of a clamping collar 24.
  • the deformations of the bottom pipe 12 essentially related to the thermal variations that it undergoes, cause elongations or retractions of this bottom line 12 which, themselves, then cause longitudinal movement, the connecting end 22 in the direction D, and therefore the carriage 20 which it is secured.
  • the carriage 20 is thus driven in reciprocating motion along a determined stroke, as thermal variations of the bottom pipe 12 occur.
  • this reciprocating movement of the carriage 20 has relatively long periods that can reach several months or even several years.
  • the measuring device 14 according to the invention then makes it possible to measure the amplitude of these reciprocating movements by means of an assembly 26 of breakable elements comprising rods 28 of plastics material. It will be observed that the set 26 of breakable elements extends in a mean direction substantially parallel to the direction of the reciprocating movements.
  • rods 28 are made of plastic material, polyamide for example, and are screwed on a face 29 of a support plate 30, which is installed substantially horizontally on the receiving support 18 and is fixed thereto.
  • the advantage of the polyamide lies in its rigidity and consequently in its ability to fracture according to a free section.
  • the carriage 20 covers the support plate 30 and has a window 32 through which the rods 28 project.
  • the two transverse opposite edges 34, 36 of the window 32 form two opposed cutter bars and substantially perpendicular to the D direction of displacement of the carriage 20. These two opposite transverse edges 34, 36 are then capable of being driven in translation flush with the face of the support plate 30.
  • FIG. 3 in order to describe in more detail the method of fixing the rods 28 on the support plate 30.
  • the support plate 30 having its face location 29 in which is formed, substantially perpendicularly, a threaded orifice 38.
  • This orifice has a depth e , less than one half a thickness of the plate 30, and it is extended by a channel 40 which opens on a rear face 42 of the support plate 30.
  • the rod 28 consists of a threaded rod 43 surmounted by a screwing head 44.
  • the rod 28 has an end 46 screwed into the orifice 38 and a free end 48 supporting the screwing head 44.
  • the screwing head 44 makes it possible precisely to screw the end 46 into the orifice 38.
  • the threaded rod 43 has a groove 50 a depth close to 2 mm, forming a notch between the end 46 engaged in the support plate 30 and the free end 48.
  • This groove 50 which forms a breaking primer, allows easier section, with less than efforts, of the threaded rod 4 3 when one of the opposite transverse edges 34, 36 strikes the free end 48 of the rod 28.
  • the channel 40 makes it possible to put the orifice 38 at the hydrostatic pressure when the support plate 30 equipped with its rods 28, is installed in the seabed. In this way, the section of the threaded rod 43 is even more straightforward.
  • this support plate 30 has a width l of 340 mm for a length L of 500 mm and a thickness of 50 mm.
  • the threaded orifices 38 made in the support plate 30 have a diameter of 15 mm.
  • they are practiced according to a series of alignments 52, 54, 56, 58, parallel to each other and inclined by 90 ° with respect to the length L of the support plate 30.
  • the orifices 38 are spaced apart others of a distance close to 35 mm, while along the length L , the orifices 38 are spaced from one series to another, a distance of 100 mm.
  • the width I there are always two holes 38 of two adjacent series, in correspondence, which define a row parallel to the width I.
  • the set of orifices 38 extends in a mean direction substantially parallel to the length L.
  • a rod 28 of the type illustrated on the Figure 3 is screwed.
  • the screw heads 44 are colored with a color distinct from that of the seabed.
  • the transverse edge 34 of the window 32 would come simultaneously, bear against the two rods of the first row r1 of the support plate 30 illustrated on the Figure 2 , and would also, as and when the carriage 20 moves, cut them simultaneously by shearing at the groove 50.
  • the transverse edge 34 of the window 32 would then bear simultaneously against the two rods a second row r2 contiguous to the first row r1 to cut them in turn.
  • the support plate 30 is oversized so as to be able to keep a certain number of intact rods 28 on the support plate 30, and to visualize them by means of their colored screwing head 44, with respect to the already severed rods.
  • the carriage 20 has been able to oscillate on the receiving support 18 as a function of the temperature of the hydrocarbon which has circulated to the interior over time, and reach a maximum amplitude corresponding to a maximum of rows of stems 28 sectioned.
  • the receiving support consists of a ring 18 'equipped with a border which surrounds it solidarily.
  • This ring 18 ' is anchored to the seabed by partially burying said border. It is then mounted in a fixed position relative to the seabed. Alternatively, it can be installed on a not shown base.
  • the ring 18 ' allows the sliding of the longitudinal sleeve 30' when the latter is driven by the bottom pipe 12 '.
  • the ring 18 ' has two opposite shear edges 34', 36 ', intended to cut the rods 28' when the sleeve 30 'is driven in translation through the ring 20'.

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Description

  • L'invention se rapporte à un dispositif de mesure du mouvement d'une conduite sous-marine déformable par rapport à un fond marin.
  • Un domaine d'application envisagé, est celui des conduites de fond, ou «flowline » en langue anglaise, et qui s'étendent sur le fond marin. Elles sont destinées à raccorder une tête de puits qui, elle, fait saillie du fond marin, à une conduite montante qui, à partir du fond marin, s'étend en caténaire pour rejoindre une installation de surface. La conduite de fond, qui s'étend en appui sur le fond marin à partir de la tête de puits, présente une extrémité de raccordement permettant de raccorder la conduite de fond à la conduite montante, ou bien à une autre conduite de fonds.
  • Aussi, un hydrocarbure qui s'écoule de la tête de puits est-il remonté à l'installation de surface par l'intermédiaire de la conduite de fond et de la conduite montante.
  • D'autres domaines techniques sont envisagés, où une conduite flexible est susceptible de se déformer sous l'effet des variations thermiques et/ou mécaniques d'un fluide qui la traverse.
  • Les hydrocarbures s'écoulent de la tête de puits à une pression et une température qui varient en fonction du temps et au surplus, lorsque l'écoulement est stoppé, pour une raison quelconque tenant à l'exploitation, les conditions de pression et de température de la conduite de fond évoluent brutalement. En conséquence, la conduite de fond se dilate ou se contracte ensuite, lorsque par exemple l'écoulement reprend. Une conduite de fond d'un millier de mètres par exemple, peut subir des variations de dimension longitudinales de l'ordre du mètre.
  • Ainsi, durant la vie du champ pétrolifère, qui peut atteindre quelques années, la conduite de fond est soumise à de nombreux cycles d'expansion et de rétraction avec des amplitudes conséquentes qui induisent des efforts importants sur la conduite et sur les pièces de raccordement.
  • Il est connu de minimiser les efforts imposés à la structure en concevant des structures capables d'absorber ces efforts. Pour cela, les extrémités de raccordements sont montées sur des structures métalliques capables de coulisser sur une fondation ancrée dans le fond marin. De cette manière, l'extrémité de raccordement peut accommoder des déplacements longitudinaux. Cependant des frottements résiduels subsistent au niveau des extrémités de raccordement et il est alors important d'évaluer ces excursions de manière à s'assurer que ces efforts sont compatibles avec la structure de la conduite de fond.
  • Il est aussi envisageable d'effectuer un suivi en continu du comportement de la structure en enregistrant des données en temps réel. Ainsi on peut suivre en temps réel l'élongation de la structure et déterminer si elle est compatible avec les valeurs d'élongation limite que les pièces de raccordement notamment, peuvent supporter. Mais ceci nécessite un dispositif coûteux, fragile et une connexion à la surface pour l'exploitation des données.
  • UA 24 383 U décrit un tel dispostif.
  • Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est de fournir un dispositif qui permette de mesurer et de contrôler les mouvements d'une conduite sous-marine déformable de fond et ce, à un coût avantageux.
  • Dans le but de résoudre ce problème, la présente invention propose un dispositif de mesure du mouvement d'une conduite sous-marine déformable par rapport à un fond marin, ladite conduite sous-marine déformable étant étendue sur ledit fond marin pour transporter des fluides entre deux installations de fond, ladite conduite sous-marine déformable étant susceptible de se déformer en fonction de la température des fluides transportés, ledit dispositif de mesure comprenant un support de réception ancré dans ledit fond marin entre lesdites installations pour recevoir ladite conduite sous-marine déformable. Lorsqu'elle se déforme, la conduite sous-marine déformable est susceptible d'être entraînée en mouvement selon une course déterminée par rapport au support de réception, ledit mouvement présentant une amplitude qui varie en fonction de la déformation de ladite conduite sous-marine ; selon l'invention, le dispositif comprend en outre un ensemble d'éléments sécables solidaires de l'une de ladite conduite sous-marine déformable et dudit support de réception, ledit ensemble d'éléments sécables s'étendant selon une direction moyenne sensiblement parallèle à ladite course déterminée ; et, lesdits éléments sécables sont destinés à être sectionnés successivement par l'autre de ladite conduite sous-marine déformable et dudit support de réception, lorsque ladite conduite est entraînée en mouvement selon ladite course déterminée, de manière à mesurer ladite amplitude dudit mouvement en fonction du nombre d'éléments sécables sectionnés.
  • Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre d'un ensemble d'éléments sécables, repérables et observables, qui lorsque la conduite sous-marine déformable se déforme aussi bien longitudinalement que latéralement, sont sectionnés successivement ; le nombre d'éléments sécables sectionnés étant fonction de l'amplitude maximale de déformation de la conduite. En effet, l'ensemble d'éléments sécables s'étendant selon une direction parallèle à la course du mouvement de la conduite, plus l'amplitude de déformation est importante, plus le nombre d'éléments sécables sectionnés est grand. Le dispositif conforme à l'invention permet donc de mesurer, au moyen d'une caméra de visualisation embarquée sur un robot par exemple, l'amplitude maximale, ou excursion maximale, subie au cours de la vie du champ pétrolifère. Cette donnée est alors comparée avec les valeurs calculées lors de la conception de la conduite sous-marine de fond et de ses extrémités de raccordement, afin d'évaluer si elles sont compatibles avec les hypothèses de friction émises. En outre, un tel dispositif de mesure est relativement peu coûteux car extrêmement simple, et au surplus il est fiable et robuste. D'autre part, le dispositif de mesure conforme à l'invention peut non seulement être installé entre une conduite montante et une conduite de fond, mais aussi entre deux conduites de fond.
  • Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, ledit ensemble d'éléments sécables comporte des tiges, lesdites tiges présentant une extrémité en prise dans ladite conduite sous-marine déformable ou dans ledit support de réception et une extrémité libre en saillie de ladite conduite sous-marine déformable ou dudit support de réception. De la sorte, lorsque la conduite sous-marine se déforme et est entraînée en mouvement, respectivement, ledit support de réception ou ladite conduite sous-marine déformable vient s'appuyer contre l'extrémité libre des tiges et les sectionne par cisaillement à mesure du déplacement relatif de la conduite sous-marine et dudit support de réception. Avantageusement, lesdites tiges présentent une gorge ou entaille formant amorce de rupture, ce qui permet une section franche des tiges lorsqu'elles sont déformées par le mouvement relatif dudit support de réception et de la conduite sous-marine. Pour une meilleure visualisation, l'extrémité libre des tiges est colorée d'une couleur distincte de celle du fond marin, de manière à ce que les images générées par la caméra d'observation, ne soulève aucun doute, sur le sectionnement ou non d'une tige. En effet, lorsque la tige est intacte, son extrémité libre colorée apparaît clairement dans sa position initiale sur les images de la caméra d'observation. En revanche, lorsque la tige a été sectionnée, son extrémité libre colorée a généralement été emportée par les courants de fond sous-marin, de telle sorte que le reste de la tige sectionnée en prise, fait simplement apparaître un point d'une couleur différente et en contraste avec les autres extrémités colorées qui demeurent intactes.
  • En outre, lesdites tiges sont maintenues orientées selon une direction sensiblement perpendiculaire à ladite course déterminée, de telle sorte que ladite conduite sous-marine déformable ou ledit support de réception selon le mode de réalisation, qui vient en appui sur les extrémités libres de tiges, les sectionne avec une efficacité maximale. De plus, lesdites tiges sont montées vissées dans ladite une de ladite conduite sous-marine déformable et dudit support de réception, de manière à rendre plus simple leur montage. Préférentiellement, lesdites tiges sont réalisées en matière plastique, par exemple en polyamide. De la sorte, ce matériau étant relativement rigide, et cassant, une déformation minimale des tiges provoque alors leur section, et plus précisément au niveau de l'entaille.
  • Selon un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux, ledit ensemble d'éléments sécables présente au moins un alignement desdites tiges, de préférence régulièrement espacées, selon une direction comprise entre la direction de ladite course et une direction perpendiculaire à ladite course, de manière à pouvoir établir une relation de proportionnalité, entre le nombre de tiges sectionnées et l'amplitude du mouvement de la conduite sous-marine déformable.
  • Selon une première variante de réalisation de l'invention, particulièrement avantageuse, lesdits éléments sécables sont solidaires dudit support de réception, tandis que ladite conduite sous-marine déformable est adaptée à sectionner lesdits éléments sécables. De la sorte, l'ensemble des éléments sécables est maintenu en position fixe par rapport au fond marin, et ce sont les mouvements de la conduite déformable qui viennent sectionner les éléments sécables. Pour ce faire, et selon une caractéristique avantageuse, le dispositif de mesure conforme à l'invention comprend en outre un chariot monté à coulissement sur ledit support de réception, ladite conduite étant montée solidaire dudit chariot, et ledit chariot est adapté à venir sectionner lesdits éléments sécables lorsque ladite conduite sous-marine est entraînée en mouvement et qu'elle entraîne par là même, le chariot.
  • Selon une deuxième variante de réalisation, lesdits éléments sécables sont solidaires de ladite conduite sous-marine déformable, tandis que ledit support de réception est adapté à sectionner lesdits éléments sécables. De la sorte, c'est la conduite sous-marine qui en se déformant entraîne les éléments sécables, lesquels sont alors sectionnés contre ledit support de réception qui lui, est maintenu en position fixe sur le fond marin.
  • Avantageusement, conformément à cette deuxième variante de réalisation, le dispositif de mesure comprend en outre un manchon qui enserre ladite conduite sous-marine déformable et qui supporte lesdits éléments sécables. Le manchon est alors totalement solidaire de la conduite sous-marine et il est monté à coulissement à l'intérieur d'une couronne ancrée sur le fond marin. Et ladite couronne est alors adaptée à venir sectionner lesdits éléments sécables lorsque ladite conduite sous-marine est entraînée en mouvement et qu'elle entraîne par là même, le manchon à travers la couronne.
  • Selon un autre objet, la présente invention propose une méthode de mesure du mouvement d'une conduite sous-marine déformable par rapport à un fond marin, ladite conduite sous-marine déformable étant étendue sur ledit fond marin pour transporter des fluides entre deux installations de fond, ladite conduite sous-marine déformable étant susceptible de se déformer en fonction de la température des fluides transportés, ladite méthode étant du type selon laquelle on fournit un support de réception ancré dans ledit fond marin entre lesdites installations pour recevoir ladite conduite sous-marine déformable, ladite conduite sous-marine déformable étant susceptible d'être entraînée en mouvement selon une course déterminée par rapport audit support lorsqu'elle se déforme, ledit mouvement présentant une amplitude qui varie en fonction de la déformation de ladite conduite sous-marine ; selon l'invention, la méthode de mesure comprend en outre les étapes suivantes : selon lesquelles on fournit un ensemble d'éléments sécables solidaires de l'une de ladite conduite sous-marine déformable et dudit support de réception, ledit ensemble d'éléments sécables s'étendant selon une direction moyenne sensiblement parallèle à ladite course déterminée, lesdits éléments sécables étant destinés à être sectionnés successivement par l'autre de ladite conduite sous-marine déformable et dudit support de réception, lorsque ladite conduite est entraînée en mouvement selon ladite course déterminée et, on mesure ladite amplitude dudit mouvement en fonction du nombre d'éléments sécables sectionnés. Cette mesure est réalisée et visuellement, par exemple au moyen d'une caméra d'observation laquelle génère des images qui peuvent être observées ensuite en surface. La mesure consiste à comptabiliser le nombre d'éléments sécables sectionnés par rapport au nombre d'éléments sécables initialement installés.
  • D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • la Figure 1A est une vue schématique en section longitudinale et verticale du dispositif conforme à l'invention, selon une première variante de réalisation ;
    • la Figure 1B est une vue schématique de dessus du dispositif illustré sur la Figure 1
    • la Figure 2 est une vue schématique de dessus d'un premier élément de détail du dispositif illustré sur la Figure 1 ;
    • la Figure 3 est une vue schématique d'un second élément de détail du premier élément de détail représenté sur la Figure 2, et selon une perpendiculaire ; et,
    • la Figure 4 est une vue schématique en perspective du dispositif conforme à l'invention, selon une seconde variante de réalisation.
  • Les Figures 1A et 1B montre un fond marin 10 sur lequel repose une conduite de fond 12 étendue longitudinalement selon une direction donnée, un dispositif de mesure 14 conforme à l'invention et une conduite montante 16 destinée à rejoindre une installation de surface. Le dispositif de mesure 14 comporte un support de réception 18 ancré dans le fond marin 10. Sur ce support de réception 18 est installé un chariot 20 mobile en translation longitudinale selon une direction D sensiblement parallèle à ladite direction donnée de la conduite de fond 12. Le chariot 20 est mobile en translation par rapport au support de réception 18, qui est muni de moyens de guidage non représentés afin, précisément, de guider le chariot 20 en translation.
  • La conduite de fond 12 présente une extrémité de raccordement 22 maintenue en position fixe sur le chariot 20 mobile, par l'intermédiaire d'un collier de serrage 24. Ainsi, les déformations de la conduite de fond 12, essentiellement liées aux variations thermiques qu'elle subit, provoquent des élongations ou des rétractions de cette conduite de fond 12 qui, elles-mêmes, entraînent alors en mouvement longitudinal, l'extrémité de raccordement 22 selon la direction D, et partant, le chariot 20 dont elle est solidaire. Le chariot 20 est ainsi entraîné en mouvement alternatif selon une course déterminée, au fil des variations thermiques de la conduite de fond 12. Bien évidemment, ce mouvement alternatif du chariot 20 présente des périodes relativement longues qui peuvent atteindre plusieurs mois ou même plusieurs années. Le dispositif de mesure 14 conforme à l'invention permet alors, de mesurer l'amplitude de ces mouvements alternatifs au moyen d'un ensemble 26 d'éléments sécables comprenant des tiges 28 en matière plastique. On observera que l'ensemble 26 d'éléments sécables s'étend selon une direction moyenne sensiblement parallèle à la direction des mouvements alternatifs.
  • Ces tiges 28 sont réalisées en matière plastique, en polyamide par exemple, et sont vissées sur une face endroit 29 d'une plaque support 30, laquelle est installée sensiblement horizontalement sur le support de réception 18 et y est fixée. L'avantage du polyamide, réside dans sa rigidité et par conséquent, dans son aptitude à se fracturer selon une section franche. Le chariot 20 recouvre la plaque support 30 et présente une fenêtre 32 à travers laquelle s'étendent en saillie les tiges 28. En outre, les deux bords opposés transversaux 34, 36 de la fenêtre 32 forme deux barres de coupe opposées et sensiblement perpendiculaires à la direction D de déplacement du chariot 20. Ces deux bords opposés transversaux 34, 36 sont alors susceptibles d'être entraînés en translation en affleurement de la face endroit 29 de la plaque support 30. Ainsi, on comprend que l'élongation de la conduite de fond 12, due à un accroissement de la température du fluide ou de l'hydrocarbure qui la traverse, va alors repousser le chariot 20 dans un sens V opposé à la conduite de fond 12 et partant, l'un des deux bords opposés transversaux 34, va venir sectionner les tiges 28. Si la température de l'hydrocarbure diminue pour retrouver une température de fonctionnement normal, la conduite de fond 12 se rétracte alors, et entraîne le chariot 20 dans un sens opposé P.
  • On se reportera maintenant à la Figure 3, afin de décrire plus en détail le mode de fixation des tiges 28 sur la plaque support 30. On retrouve sur cette Figure 3, en vue partielle, la plaque support 30 présentant sa face endroit 29 dans laquelle est ménagé, sensiblement perpendiculairement, un orifice taraudé 38. Cet orifice présente une profondeur e, inférieure à une d'une demie épaisseur de la plaque 30, et il se prolonge par un canal 40 qui débouche sur une face envers 42 de la plaque support 30. En outre, la tige 28 est constituée d'une tige filetée 43 surmontée d'une tête de vissage 44. La tige 28 présente une extrémité 46 vissée dans l'orifice 38 et une extrémité libre 48 supportant la tête de vissage 44. On observera que la tête de vissage 44 permet précisément de visser l'extrémité 46 dans l'orifice 38. En outre, la tige filetée 43 présente une gorge 50 d'une profondeur voisine de 2 mm, formant encoche entre l'extrémité 46 en prise dans la plaque support 30 et l'extrémité libre 48. Cette gorge 50, qui forme une amorce de rupture, permet une section plus aisée, avec moins d'efforts, de la tige filetée 43 lorsque l'un des bords opposés transversaux 34, 36 vient percuter l'extrémité libre 48 de la tige 28. Par ailleurs, le canal 40, permet de mettre l'orifice 38, à la pression hydrostatique lorsque la plaque support 30 équipée de ses tiges 28, est installée dans le fond marin. De la sorte, la section de la tige filetée 43 est encore plus franche.
  • On se reportera à présent à la Figure 2, illustrant en vue de dessus la plaque support 30, à travers laquelle sont pratiqués une pluralité d'orifices 38, selon une géométrie particulière que l'on va décrire ci-après. A titre d'exemple, cette plaque support 30 présente une largeur l de 340 mm pour une longueur L de 500 mm et une épaisseur de 50 mm. Les orifices 38 taraudés, pratiqués dans la plaque support 30, présentent un diamètre de 15 mm. Surtout, ils sont pratiqués selon une série d'alignements 52, 54, 56, 58, parallèles entre eux et inclinés de 90° par rapport à la longueur L de la plaque support 30. Suivant leurs alignements, les orifices 38 sont espacés les uns des autres d'une distance voisine de 35 mm, tandis que suivant la longueur L, les orifices 38 sont espacés d'une série à l'autre, d'une distance de 100 mm. En outre, suivant la largeur I, il y a toujours deux orifices 38 de deux séries contiguës, en correspondance, qui définissent une rangée d parallèle à la largeur I. L'ensemble des orifices 38, s'étend selon une direction moyenne sensiblement parallèle à la longueur L.
  • Ainsi, dans chacun des orifices 38 des 32 orifices au total représentés sur la Figure 2, de la plaque support 30, une tige 28 du type illustré sur la Figure 3 est vissée. En outre, les têtes de vissage 44 sont colorées d'une couleur distincte de celle du fond marin.
  • Ainsi, en reprenant le mode de mise en oeuvre illustré sur les Figures 1A et 1B, où le chariot 20 est entraîné en translation sur le support de réception 18 dans le sens V opposé à la conduite de fond 12, le bord transversal 34 de la fenêtre 32 viendrait alors simultanément, prendre appui contre les deux tiges de la première rangée r1 de la plaque support 30 illustrée sur la Figure 2, et viendrait aussi, au fur et à mesure du déplacement du chariot 20, les sectionner simultanément par cisaillement au niveau de la gorge 50. En poursuivant sa course, le bord transversal 34 de la fenêtre 32 viendrait ensuite en appui simultanément contre les deux tiges d'une deuxième rangée r2 contiguë à la première rangée r1 pour les sectionner à leur tour.
  • Il en est ainsi, des rangées suivantes, r3 jusqu'à r16, en supposant que l'amplitude de mouvement du chariot 20 soit sensiblement équivalente à la longueur L de la plaque support 30. Les rangées de tiges 28 sont régulièrement espacées les unes des autres d'une valeur de 20 mm. La présence de deux tiges par rangée, permet de limiter le risque qu'une tige ait mal été sectionnée par le déplacement relatif du chariot 20 et du support de réception 18. Si ce risque n'existe pas, il est inutile de conserver deux tiges 28 par rangée ; si en revanche ce risque est important, il est opportun de prévoir plus de deux tiges 28 par rangée.
  • En réalité, la plaque support 30 est surdimensionnée de manière à pouvoir conserver un certain nombre de tiges 28 intactes sur la plaque support 30, et à les visualiser grâce à leur tête de vissage 44 colorés, par rapport aux tiges déjà sectionnées. Ainsi, lorsque la conduite de fond 12 est mise en service, pendant une durée déterminée, par exemple 12 mois, le chariot 20 a pu osciller sur le support de réception 18 en fonction de la température de l'hydrocarbure qui a circulé à l'intérieur au fil du temps, et atteindre une amplitude maximale correspondant à un maximum de rangées de tiges 28 sectionnées.
  • De la sorte, lorsque après 12 mois on vient inspecter au moyen d'une caméra de visualisation, la plaque support 30, on observe alors le nombre de rangées de tiges intactes restantes par rapport au nombre initial de rangées, et on en déduit l'amplitude maximale du mouvement du chariot 20, et par conséquent de l'extrémité de raccordement 22. Dans l'exemple représenté sur la Figure 2, dans le cas où par exemple sept rangées, r1 à r7, de tiges 28 ont disparu, alors que les autres rangées sont intactes, on en déduit que l'excursion maximale, ou amplitude maximale, du chariot 20 sur le support de réception 18, est de 140 mm.
  • On se référera à présent à la Figure 4, illustrant une seconde variante de réalisation de l'invention, selon laquelle les éléments sécables formés également de tiges, sont non plus solidaires du support de réception 18 mais de la conduite de fond.
  • Dans le but de faciliter la description de cette variante de réalisation, les éléments analogues du dispositif de mesures illustrés sur les Figures précédentes, et ayant les mêmes fonctions portent la même référence affectée d'un signe prime : «' ».
  • Ainsi, on retrouve sur cette Figure 4, une portion de conduite de fond 12' engagée dans un manchon longitudinal 30'. Ce manchon longitudinal est maintenu en position fixe sur la conduite de fond 12' par l'intermédiaire de colliers de serrage 60. En outre, quatre alignements 52', 54', 56', 58' de tiges respectivement diamétralement opposées deux à deux sont vissées dans l'épaisseur du manchon longitudinal 30'.
  • Le support de réception est constitué d'une couronne 18' équipée d'une bordure qui l'entoure solidairement. Cette couronne 18' est ancrée sur le fond marin en enterrant partiellement ladite bordure. Elle est alors montée en position fixe par rapport au fond marin. Alternativement, elle peut être installée sur une embase non représentée. La couronne 18' autorise le coulissement du manchon longitudinal 30' lorsque ce dernier est entraîné par la conduite de fond 12'. En outre, la couronne 18' présente deux bords de cisaillement opposés 34', 36' circulaires, destinés à venir sectionner les tiges 28' lorsque le manchon 30' est entraîné en translation à travers la couronne 20'.
  • Par ailleurs, selon encore une autre variante de réalisation de l'invention non représentée, où l'on souhaite mesurer non pas exclusivement les déformations longitudinales d'une conduite de fond mais plutôt ses déformations latérales, on prévoit d'installer le chariot mobile en translation sur un support de réception, selon une direction transversale à la conduite de fond. De la sorte, les mouvements latéraux de la conduite, provoquent un déplacement du chariot mobile, qui lui-même induit le sectionnement des éléments sécables.
  • Bien évidemment, les modes de réalisation décrits ci-dessus ne sont nullement limitatifs, et tout autre mode de réalisation peut être envisagé. Et notamment, il est prévu d'installer un tel dispositif de mesure entre deux conduites de fond raccordées entre elles.

Claims (12)

  1. Dispositif de mesure (14) du mouvement d'une conduite sous-marine déformable (12,12') par rapport à un fond marin (10), ledit dispositif de mesure (14) comprenant un support de réception (18, 18') destiné à être ancré dans ledit fond marin (10) pour recevoir ladite conduite sous-marine déformable, ladite conduite sous-marine déformable (12) étant susceptible d'être entraînée en mouvement selon une course déterminée par rapport audit support de réception lorsqu'elle se déforme, ledit mouvement présentant une amplitude qui varie en fonction de la déformation de ladite conduite sous-marine ;
    caractérisé en ce qu'il comprend en outre un ensemble (26) d'éléments sécables (28 ; 28') solidaires de l'une de ladite conduite sous-marine déformable (12') et dudit support de réception (18), ledit ensemble (26) d'éléments sécables (28 ; 28') s'étendant selon une direction moyenne sensiblement parallèle à ladite course déterminée ;
    et en ce que lesdits éléments sécables (28 ; 28') sont destinés à être sectionnés successivement par l'autre de ladite conduite sous-marine déformable (12) et dudit support de réception (18'), lorsque ladite conduite (12 ; 12') est entraînée en mouvement selon ladite course déterminée, de manière à mesurer ladite amplitude dudit mouvement en fonction du nombre d'éléments sécables (28) sectionnés.
  2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble (26) d'éléments sécables (28) comporte des tiges, lesdites tiges présentant une extrémité (46) en prise dans ladite une de ladite conduite sous-marine déformable (12) et dudit support de réception (18) et une extrémité libre (48) en saillie de ladite une de ladite conduite sous-marine déformable et dudit support de réception.
  3. Dispositif de mesure selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites tiges présentent une entaille (50) formant amorce de rupture.
  4. Dispositif de mesure selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdites tiges (28) sont maintenues orientées selon une direction sensiblement perpendiculaire à ladite course déterminée.
  5. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdites tiges (28) sont montées vissées dans ladite une de ladite conduite sous-marine déformable (12) et dudit support de réception (18).
  6. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que lesdites tiges (28) sont réalisées en matière plastique.
  7. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que ledit ensemble (26) d'éléments sécables présente au moins un alignement desdites tiges (28) selon une direction comprise entre la direction de ladite course et une direction perpendiculaire à ladite course.
  8. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits éléments sécables (28) sont solidaires dudit support de réception (18), tandis que ladite conduite sous-marine déformable (12) est adaptée à sectionner lesdits éléments sécables.
  9. Dispositif de mesure selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un chariot (20) monté à coulissement sur ledit support de réception (18), ladite conduite étant montée solidaire dudit chariot (20), et en ce que ledit chariot est adapté à venir sectionner lesdits éléments sécables (28) lorsque ladite conduite sous-marine (12) est entraînée en mouvement.
  10. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits éléments sécables (28) sont solidaires de ladite conduite sous-marine déformable (12), tandis que ledit support de réception (18) est adapté à sectionner lesdits éléments sécables.
  11. Dispositif de mesure selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un manchon (30') qui enserre ladite conduite sous-marine déformable (12') et qui supporte lesdits éléments sécables (28'), ledit manchon étant monté à coulissement à l'intérieur d'une couronne (18'), et en ce que ladite couronne est adaptée à venir sectionner lesdits éléments sécables (28') lorsque ladite conduite sous-marine (12') est entraînée en mouvement.
  12. Méthode de mesure du mouvement d'une conduite sous-marine déformable (12, 12') par rapport à un fond marin, ladite conduite sous-marine déformable étant étendue sur ledit fond marin pour transporter des fluides entre deux installations de fond, ladite conduite sous-marine déformable étant susceptible de se déformer en fonction de la température des fluides transportés, ladite méthode étant du type selon laquelle on fournit un support de réception (18 ; 18') ancré dans ledit fond marin pour recevoir ladite conduite sous-marine déformable (12, 12'), ladite conduite sous-marine déformable étant susceptible d'être entraînée en mouvement selon une course déterminée par rapport audit support de réception lorsqu'elle se déforme, ledit mouvement présentant une amplitude qui varie en fonction de la déformation de ladite conduite sous-marine ;
    caractérisée en ce qu'elle comprend en outre les étapes suivantes :
    - on fournit un ensemble d'éléments sécables (28, 28') solidaires de l'une de ladite conduite sous-marine déformable (12, 12') et dudit support de réception (18, 18'), ledit ensemble d'éléments sécables s'étendant selon une direction moyenne sensiblement parallèle à ladite course déterminée, lesdits éléments sécables étant destinés à être sectionnés successivement par l'autre de ladite conduite sous-marine déformable et dudit support de réception, lorsque ladite conduite est entraînée en mouvement selon ladite course déterminée; et,
    - on mesure ladite amplitude dudit mouvement en fonction du nombre d'éléments sécables (28, 28') sectionnés.
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