FR2629144A1 - IMPROVEMENTS ON HEAVY LOAD SUPPORTS AND THEIR LOADING METHODS - Google Patents
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Abstract
Il s'agit d'un support de charge lourde légèrement déformable au cours de sa mise en charge. Ce support est constitué par une pluralité de plots 3 comprenant chacun au moins un vérin plat hydraulique 4 connu en soi associé à des moyens de butée horizontale 11, 12, 17, les vérins des différents plots étant associés à un circuit hydraulique 5-7 permettant à volonté de les isoler et de les faire communiquer entre eux lors de la mise en charge du support.This is a heavy load carrier that can be slightly deformable during loading. This support consists of a plurality of studs 3 each comprising at least one flat hydraulic cylinder 4 known per se associated with horizontal stop means 11, 12, 17, the cylinders of the various studs being associated with a hydraulic circuit 5-7 allowing at will to isolate them and make them communicate with each other when loading the support.
Description
Perfectionnements aux supports de charaes lourdes et àImprovements to the supports of heavy charaes and to
leurs procédés de mise en charge.their loading procedures.
L'invention est relative aux supports de charges lourdes, c'est-à-dire généralement de l'ordre de plu- sieurs milliers de tonnes, supports qui sont légèrement The invention relates to heavy load supports, that is to say generally of the order of several thousand tonnes, supports which are slightly
déformables au cours de leurs mises en charge. deformable during their loading.
Elle s'applique en particulier aux plate-formes de forage en mer comprenant un tablier horizontal rigide It applies in particular to offshore drilling platforms comprising a rigid horizontal deck
qui repose sur plusieurs piliers.which rests on several pillars.
Au cours de la construction d'une telle plate- During the construction of such a platform
forme, le tablier est chargé progressivement et il est sollicité légèrement à la flexion du fait que ses zones comprises entre les piliers et en porte-à-faux au-delà de ces piliers tendent à s'affaiser par rapport aux shape, the deck is loaded gradually and it is slightly stressed in bending because its zones between the pillars and cantilevered beyond these pillars tend to collapse relative to the
zones qui se trouvent & l'aplomb des piliers. areas that lie below the pillars.
Il convient donc d'interposer entre les piliers It is therefore necessary to interpose between the pillars
et le tablier un support agencé de façon à rendre pos- and the apron a support arranged so as to make
sibles les flexions du tablier car, si ce n'est pas le cas, les contraintes qui en résultent peuvent provoquer des détériorations ou ruptures locales dudit tablier if the bending of the apron, because if this is not the case, the stresses which result therefrom can cause local deterioration or rupture of said apron
et/ou desdits piliers.and / or said pillars.
Dans les modes de réalisation connus, les sup- In the known embodiments, the sup-
ports du genre en question sont généralement constitués par des corps en un matériau susceptible de subir des ports of the kind in question are generally made up of bodies made of a material capable of undergoing
déformations plastiques.plastic deformations.
Les déformations de ces corps sont irréversi- The deformations of these bodies are irreversible-
bles, ce qui est un inconvénient lorsque le support n'atteint son état déformé définitif qu'au terme d'une which is a drawback when the support does not reach its final deformed state until after a
évolution irrégulière.irregular development.
De plus, les tolérances de fabrication desdits corps sont difficiles à respecter de sorte que ceux-ci présentent un comportement difficile à prévoir avec exactitude lorsqu'ils sont soumis à de très fortes charges: en particulier ils peuvent être sujets à un écrasement indésirable au terme d'une période inférieure In addition, the manufacturing tolerances of said bodies are difficult to comply with so that they exhibit behavior which is difficult to predict with precision when they are subjected to very heavy loads: in particular they can be subject to unwanted crushing at the end from a lower period
a la durée de vie souhaitée pour la charge supportée. has the desired service life for the load supported.
L'invention a pour but, entre autres, de remé- The object of the invention is, inter alia, to remedy
dier à ces inconvénients.Dier to these disadvantages.
A cet effet, les supports du genre en question sont essentiellement caractérisés selon l'invention en ce qu'ils sont constitués par une pluralité de plots comprenant chacun au moins un vérin plat hydraulique connu en soi associé à des moyens de butée horizontale, To this end, the supports of the kind in question are essentially characterized according to the invention in that they consist of a plurality of studs each comprising at least one hydraulic flat cylinder known per se associated with horizontal abutment means,
les vérins des différents plots étant associés à un cir- the jacks of the various studs being associated with a cir-
cuit hydraulique permettant à volonté de les isoler et de les faire communiquer entre eux lors de la mise en hydraulic baking allowing at will to isolate them and make them communicate with each other during the setting
charge du support.support charge.
Les vérins plats hydrauliques ci-dessus sont The above hydraulic cylinders are
composés chacun, d'une façon connue en soi, par une cap- each composed, in a manner known per se, by a cap-
sule étanche remplie de liquide et formée de deux dis- waterproof sule filled with liquid and formed of two
ques métalliques bordés par une rigole périphérique et only metal bordered by a peripheral channel and
soudés tête-bêche le long de leurs bords. welded head to tail along their edges.
Dans des modes de réalisation préférés, on a recours -en outre à l'une au moins des dispositions suivantes: In preferred embodiments, use is made of at least one of the following arrangements:
- chaque plot comprend au moins deux vérins plats super- - each stud includes at least two super flat cylinders
posés avec interposition d'une galette plate, une placed with the interposition of a flat cake, a
embase plate placée sous le vérin inférieur et prolon- flat base placed under the lower cylinder and extended
gée par un rebord ascendant qui entoure la galette avec un faible jeu et un couvercle plat coiffant le vérin supérieur et dont le rebord descendant entoure également la galette avec un faible jeu, - l'un au moins des plots est associé à une portée plane permettant le glissement horizontal relatif entre le plot et la charge supportée et à des moyens de butée horizontale spéciaux pour limiter l'amplitude de ce managed by an ascending rim which surrounds the wafer with little play and a flat cover covering the upper cylinder and whose descending rim also surrounds the wafer with little play, - at least one of the studs is associated with a flat bearing allowing the relative horizontal sliding between the stud and the supported load and to special horizontal stop means to limit the amplitude of this
glissement relatif.relative sliding.
L'invention vise également les procédés permet- The invention also relates to the methods allowing-
tant la mise en charge progressive des supports du genre both the progressive loading of genre supports
en question.in question.
Ces procédés sont essentiellement caractérisés These processes are essentially characterized
en ce que, dans un premier temps, on met en communica- in that, as a first step, we communicate
tion les uns avec les autres les volumes intérieurs des vérins plats des différents plots et en ce que, lorsque tion with each other the internal volumes of the flat cylinders of the different studs and in that, when
la charge supportée a pris sa forme définitive, on rem- the load supported has taken its final form,
plit les différents vérins d'un produit durcissable. Dans un mode de réalisation intéressant, après folds the different cylinders of a hardenable product. In an interesting embodiment, after
une première mise en communication mutuelle des diffé- a first mutual communication of the different
rents vérins, on isole chacun de ces vérins au cours d'une certaine période de mise en charge; après quoi, each cylinder, each of these cylinders is isolated during a certain loading period; after what,
on les met à nouveau en communication pour leur permet- we put them back in communication for their
tre de prendre la forme imposée par les déformations de la charge supportée; après quoi, on isole à nouveau ces vérins, ce cycle étant renouvelé plusieurs fois avant le be to take the form imposed by the deformations of the supported load; after which, these cylinders are again isolated, this cycle being renewed several times before the
blocage des vérins en leurs formes définitives. blocking of the cylinders in their final forms.
L'invention comprend, mises à part ces disposi- The invention comprises, apart from these arrangements
tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera main provisions, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be
plus explicitement question ci-après. more explicitly question below.
Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant aux In the following, a preferred embodiment of the invention will be described with reference to
dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limi- drawings appended hereto in a manner of course not limited to
tative. La figure 1, de ces dessins, montre en coupe tative. Figure 1, of these drawings, shows in section
axiale verticale selon I-I, figure 2, un plot constitu- vertical axial according to I-I, FIG. 2, a stud constituting
tif d'un support établi conformément à l'invention. tif of a support established in accordance with the invention.
La figure 2 montre le même plot en plan vu de Figure 2 shows the same plot in plan seen from
dessous selon II-II, figure 1.below according to II-II, figure 1.
Les figures 3 et 4 sont des coupes partielles semblables à la figure 1 et pour lesquelles le plot se Figures 3 and 4 are partial sections similar to Figure 1 and for which the stud is
trouve respectivement en son état le plus expansé ver- finds respectively in its most expanded state green-
ticalement et en son état le plus écrasé. tically and in its most crushed state.
La figure 5 montre schématiquement en plan une Figure 5 shows schematically in plan one
portion du support ci-dessus faisant apparaitre une plu- portion of the above support showing more
ralité de ses plots constitutifs.the reality of its constituent studs.
Les figures 6 et 7 montrent schématiquement en Figures 6 and 7 schematically show in
coupe verticale un ensemble de ces plots pour respectl- vertical section a set of these pads for respectl-
vement deux états de déformation différents de la charge supportee. Le support ici considéré est supposé par exemple interposé entre un pilier 1 d'une plate-forme de forage two different deformation states of the supported load. The support considered here is assumed for example interposed between a pillar 1 of a drilling platform
en mer et le tablier 2 de cette plate-forme. at sea and the deck 2 of this platform.
Le pilier 1 se présente notamment sous la forme d'une couronne de grand diamètre, --ce diamètre pouvant par exemple être compris entre 15 et 20 m-, délimitée supérieurement par une surface de portage horizontale en The pillar 1 is in particular in the form of a crown of large diameter, this diameter which can for example be between 15 and 20 m, delimited above by a horizontal carrying surface in
forme de couronne annulaire de 1 à 2 m d'épaisseur ra- annular crown shape 1 to 2 m thick
diale. Comme on le sait, le tablier 2 ci-dessus est mis en charge progressivement sur place, ce qui conduit à le déformer légèrement étant donné que certaines de ses zones, non situées à l'aplomb des piliers, ont tendance à s'affaiser légèrement par rapport à celles qui sont situées à l'aplomb de ces piliers: il en résulte une légère flexion verticale dudit tablier et il faut que le diale. As is known, the deck 2 above is gradually loaded on site, which leads to slightly deform it since some of its areas, not located directly above the pillars, tend to sag slightly compared to those located below these pillars: this results in a slight vertical bending of said deck and it is necessary that the
support soit conçu de manière à encaisser les déforma- support is designed to absorb deformation
tions correspondantes.corresponding tions.
A cet effet, le support en question est consti- To this end, the support in question is made up
tué par une pluralité de plots 3 --en général au nombre killed by a plurality of studs 3 - generally by number
de plusieurs dizaines-- placés côte à côte sur la cou- several dozen-- placed side by side on the cou-
ronne définissant la portée supérieure de chaque pilier 1. Chaque plot 3 comprend au moins un vérin plat hydraulique 4 d'un type connu en lui-même, c'est-à-dire column defining the upper span of each pillar 1. Each stud 3 comprises at least one hydraulic flat cylinder 4 of a type known in itself, that is to say
une capsule hermétique pleine de liquide formée par sou- an airtight capsule full of liquid formed by
dage mutuel, le long de leurs bords, de deux disques mutual dage, along their edges, of two discs
métalliques entourés par une rigole. of metal surrounded by a channel.
L'ensemble des deux rigoles appliquées l'une The set of two channels applied one
contre l'autre d'une capsule forme un bourrelet péri- against the other of a capsule forms a perimeter bead
phérique 8.pheric 8.
Le volume intérieur de chaque capsule peut être mis en communication, à travers une conduite 5 contrôlée par une vanne 6, avec les volumes intérieurs des autres capsules et éventuellement avec une pompe 7 ou autre appareil permettant d'ajuster la pression du liquide The internal volume of each capsule can be placed in communication, through a line 5 controlled by a valve 6, with the internal volumes of the other capsules and optionally with a pump 7 or other device making it possible to adjust the pressure of the liquid.
dans l'ensemble du circuit.throughout the circuit.
Dans le mode de réalisation préféré illustré sur les figures 1 à 4, le nombre des vérins plats 4 compris In the preferred embodiment illustrated in Figures 1 to 4, the number of flat cylinders 4 included
par chaque plot 3 est égal à deux. by each pad 3 is equal to two.
Le vérin inférieur 4 est placé sur une embase 9 elle-même entourée par une gorge périphérique 10 propre The lower jack 4 is placed on a base 9 itself surrounded by a clean peripheral groove 10
à recevoir le bourrelet 8 de ce vérin inférieur et pro- to receive the bead 8 of this lower jack and pro-
longée par un rebord vertical ascendant 11. bordered by a vertical rising edge 11.
Sur ce vérin inférieur est placée une galette 12 On this lower cylinder is placed a pancake 12
elle-même entourée par un dégagement annulaire 13 ser- itself surrounded by an annular clearance 13 ser-
vant de logement supérieur pour le bourrelet 8 ci- front of upper housing for the bead 8 below
dessus, ladite galette étant logée avec un faible jeu above, said wafer being housed with little play
horizontal à l'intérieur du rebord 11. horizontal inside the edge 11.
Le vérin supérieur 4 est à son tour placé sur la face supérieure de la galette 12, laquelle présente un The upper cylinder 4 is in turn placed on the upper face of the wafer 12, which has a
dégagement périphérique 14 propre à recevoir le bourre- peripheral clearance 14 suitable for receiving the stuffing
let 8 de ce vérin supérieur.let 8 of this upper cylinder.
Un couvercle à fond plat 15 recouvre ledit vérin supérieur 4 et présente successivement à sa périphérie A flat bottom cover 15 covers said upper cylinder 4 and successively has at its periphery
une rainure 16 chevauchant le bourrelet 8 du vérin supé- a groove 16 overlapping the bead 8 of the upper cylinder
rieur 4 et un rebord vertical descendant 17 fermant extérieurement ladite rainure 16 et entourant avec un laughing 4 and a vertical descending rim 17 externally closing said groove 16 and surrounding with a
faible jeu horizontal la galette 12. low horizontal clearance the wafer 12.
Une feuille 18 de polytétrafluoroéthylène (PTFE) A sheet 18 of polytetrafluoroethylene (PTFE)
recouvre la face supérieure plane du couvercle 15. covers the flat upper face of the cover 15.
Par ailleurs la face inférieure du tablier 2 Furthermore the underside of the deck 2
présente au-dessus de chaque plot 3 une plaque 19 revê- has a plate 19 coated above each pad 3
tue inférieurement d'une feuille 20 en acier inoxydable propre à reposer directement sur la feuille 18 et des kills from below a sheet 20 of stainless steel suitable for resting directly on the sheet 18 and
butées 21 sont rapportées autour de la plaque 19, pro- stops 21 are attached around the plate 19, pro-
pres à coopérer horizontalement avec des portées en close to cooperate horizontally with spans in
regard 22 du couvercle 15 pour limiter les courses hori- look 22 of the cover 15 to limit the horizontal strokes
zontales de glissement mutuel des deux feuilles 18 et , c'est-à-dire celles du tablier 2 par rapport aux zontales of mutual sliding of the two sheets 18 and, that is to say those of the deck 2 relative to the
plots 3.studs 3.
La figure 1 représente les différents composants Figure 1 shows the different components
de ces plots 3 en leur position moyenne: en particu- of these pads 3 in their average position: in particular
lier, le degré de remplissage en liquide des deux vérins 4 est moyen de sorte que chacun de ces vérins peut être davantage dilaté verticalement, comme visible sur la figure 3, ou au contraire écrasé (figure 4) par rapport link, the degree of filling with liquid of the two cylinders 4 is medium so that each of these cylinders can be further expanded vertically, as visible in Figure 3, or on the contrary crushed (Figure 4)
à cette position moyenne.at this middle position.
Le montage permet également de donner au couver- The mounting also gives the cover
cle 15 une légère inclinaison par rapport à l'embase 9. key 15 a slight inclination relative to the base 9.
A titre purement illustratif, les amplitudes des For purely illustrative purposes, the amplitudes of
réglages possibles avec un tel plot, à partir de la po- possible settings with such a pad, from the po-
sition moyenne de ses composants, et pour un diamètre extérieur de chaque vérin plat de l'ordre de 40 cm, sont de l'ordre de 15 mm pour les débattements verticaux, mean sition of its components, and for an outside diameter of each flat cylinder of the order of 40 cm, are of the order of 15 mm for vertical deflections,
de l'ordre de 0,003 radian pour les débattements angu- of the order of 0.003 radians for angular deflections
laires et de l'ordre de 30 mm pour les glissements horizontaux. widths and around 30 mm for horizontal sliding.
On voit encore sur les figures 1 et 5 des pla- Figures 1 and 5 also show plates
ques carrées 23 prévues sur les piliers 1 pour servir de ques square 23 provided on pillars 1 to serve as
socles aux plots 3.pedestals with studs 3.
La mise en charge du support décrit ci-dessus The loading of the support described above
est la suivante.is the following.
Initialement les vannes 6 sont toutes ouvertes, les vérins plats 4 sont tous chargés en liquide de façon à présenter un état de gonflement moyen tell que celui représenté sur les figures 1 à 6 et le tablier 2 --ou Initially the valves 6 are all open, the flat cylinders 4 are all loaded with liquid so as to have a state of swelling average tell that that shown in Figures 1 to 6 and the deck 2 --or
tout au moins sa face inférieure de portée-- est recti- at least its underside of range-- is recti-
ligne et.horizontal.line and horizontal.
A partir de cette situation, le tablier se dé- From this situation, the apron
forme au cours de la mise en charge progressive de la plate-forme et il vient occuper une position déformée telle que celle incurvée schématisée en C sur la figure 7. A cette nouvelle forme du tablier correspondent shape during the progressive loading of the platform and it comes to occupy a deformed position such as that curved schematically in C in Figure 7. This new shape of the deck correspond
2 6 2 9 1 4 42 6 2 9 1 4 4
des déformations des différents vérins plats 4 consti- deformations of the various flat cylinders 4
tutifs des plots 3 du support.guardians of the pads 3 of the support.
Par exemple, certains de ces vérins sont alors dilatés verticalement, comme c'est le cas pour les deux plots du milieu de la figure 7, alors que d'autres sont au contraire légèrement écrasés et inclinés (voir les For example, some of these jacks are then expanded vertically, as is the case for the two middle studs in Figure 7, while others are on the contrary slightly flattened and inclined (see the
deux plots extrêmes de la figure 7). two extreme studs in Figure 7).
Ces nouvelles formes dilatées, écrasées et/ou inclinées sont prises très simplement et automatiquement These new expanded, crushed and / or inclined shapes are taken very simply and automatically
par les vérins en raison de leur grande déformabilité. by the cylinders due to their great deformability.
due à leur remplissage en liquide et à leur mise en com- due to their filling with liquid and their filling
munication mutuelle.mutual munication.
Lorsque la déformation du tablier 2 a cessé d'é- When the deformation of the deck 2 has ceased to
voluer, il peut être avantageux de bloquer les diffé- evolve, it may be advantageous to block the different
rents vérins dans les formes définitives qu'ils ont rents cylinders in the final forms they have
alors acquises.then acquired.
A cet effet, on remplace le liquide contenu dans ces vérins par un produit durcissable tel qu'un coulis To this end, the liquid contained in these cylinders is replaced by a hardenable product such as a grout.
de ciment ou qu'une résine.cement or a resin.
Le tablier 2 chargé et légèrement déformé est alors supporté d'une manière parfaitement équilibrée tout au long de la surface portante du pilier 1 sans The loaded and slightly deformed apron 2 is then supported in a perfectly balanced manner all along the bearing surface of the pillar 1 without
création d'aucune contrainte locale excessive. creation of no excessive local constraints.
Selon une variante avantageuse, la mise en char- According to an advantageous variant, the loading
ge des vérins 4 est effectuée en plusieurs cycles suc- The age of the cylinders 4 is carried out in several successive cycles.
cessifs.stops.
On commence par mettre ces vérins en communica- We start by putting these cylinders in communication
tion mutuelle de façon à équilibrer exactement les mutual in order to exactly balance the
pressions du liquide dans ceux-ci.liquid pressures therein.
Puis on les isole les uns des autres en fermant Then we isolate them from each other by closing
les vannes 6.the valves 6.
C'est seulement ensuite, après une première pha- It is only then, after a first pha-
se de mise en charge, que l'on ouvre à nouveau les vannes de façon à rétablir la communication entre les load, that the valves are opened again so as to restore communication between the
vérins, ce qui permet à l'ensemble de s'adapter automa- cylinders, allowing the assembly to adapt automatically
tiquement aux nouvelles conditions locales de charge, under the new local charging conditions,
chaque vérin prenant alors la position déformée corres- each cylinder then taking the deformed position corresponding to
pondant à la fois à la déformation du tablier 2 à son laying both the deformation of the deck 2 to its
aplomb et à l'équilibrage de la pression dans la tota- balance and pressure balancing in the tota-
lité'des vérins.of cylinders.
Puis on isole à nouveau les vérins les uns des Then we isolate the cylinders again from each
autres en fermant les vannes 6.others by closing the valves 6.
C'est seulement après plusieurs de ces cycles d'ouverture et fermeture des vannes que la déformation du tablier est devenue définitive et que l'on bloque It is only after several of these opening and closing cycles of the valves that the deformation of the apron has become final and that we block
alors les vérins de la manière exposée ci-dessus. then the cylinders in the manner described above.
Cette variante présente l'avantage de minimiser les inconvénients dus à la création éventuelle d'une fuite dans le circuit d'alimentation hydraulique des vérins. En effet, les périodes au cours desquelles les vérins sont mis en communication mutuelle sont très courtes et se prêtent à une surveillance aisée et, au cours des autres périodes, au cours desquelles les vérins sont isolés, les fuites éventuelles ne peuvent affecter tout au plus qu'un seul vérin, ce qui ne représente qu'une très petite fraction de la charge This variant has the advantage of minimizing the drawbacks due to the possible creation of a leak in the hydraulic supply circuit of the jacks. Indeed, the periods during which the cylinders are put in mutual communication are very short and lend themselves to easy monitoring and, during other periods, during which the cylinders are isolated, any leaks cannot affect at most only one cylinder, which represents only a very small fraction of the load
supportée totale, de sorte que le support assuré col- fully supported, so that the insured support coll-
lectivement par tous les vérins n'est pratiquement pas lectively by all cylinders is practically not
perturbé et que la réparation est facile. disrupted and repair is easy.
En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un support de charges lourdes légèrement déformables au cours de leur mise en charge dont la constitution, la mise en oeuvre et les avantages résultent suffisamment de ce qui As a result of which, and whatever the embodiment adopted, there is finally a support for heavy loads slightly deformable during their loading whose constitution, implementation and advantages result sufficiently from what
précède.precedes.
Comme il va-de soi, et comme il résulte d'ail- As it goes without saying, and as it results from
leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite their already from the above, the invention is not limited
nullement à ceux de ses modes d'application et de réali- in no way to those of its modes of application and implementation
sation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles o le nombre des vérins plats superposés compris par chaque plot serait supérieur à deux et par exemple égal à trois, les moyens de butée horizontale étant bien which have been more specifically contemplated; on the contrary, it embraces all of the variants, in particular those where the number of superimposed flat jacks included in each stud would be greater than two and for example equal to three, the horizontal stop means being indeed
entendu adaptés en conséquence.heard adapted accordingly.
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-
1989
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