FR2713277A1 - Système sous-marin. - Google Patents

Abstract

Un système sous-marin comprend un gabarit (10) central monté sur piliers (14b) dans le fond marin (15) et portant des modules latéraux (22) qui sont raccordés au gabarit par des articulations (23). Ceci permet le déploiement du gabarit (10) et la fixation ultérieure des modules (22) latéraux ou le repliement vers le haut des modules (22) latéraux dans une position repliée alors que le gabarit (10) est déployé. Dans l'un ou l'autre cas, le gabarit (10) peut être déployé à travers la plate-forme de derrick d'un bâtiment et n'exige pas de barge de fort tonnage. Un exemple d'un module (22) utilisable avec le gabarit (10) est une base de guidage suspendue qui peut permettre le commencement du forage d'un puits alors qu'un collecteur et un arbre de Noël sont en cours de construction pour raccordement ultérieur. Ainsi, l'installation du système est facile et le forage du puits peut commencer rapidement.

Description

SYSTEME SOUS-MARIN

L'invention concerne les systèmes sous-marins, et en particulier les systèmes de gabarit sous-marins. le forage de puits de pétrole nécessite le guidage des cables de forets durant le début du forage, le forage qui suit ainsi que durant l'achèvement du puits par installation de "l'arbre de N8el', qui permet de commander l'écoulement depuis le puits. En outre, d'autres équipements sous-marins peuvent être requis dont par exemple un collecteur, un lanceur de racleur, et un tracteur de ligne d'écoulement ou conduite d'évacuation pour

l'ancrage des lignes d'écoulement et les liens ou cordons.

Un tel équipement a déjà été monté sur le fond marin en

l'une parmi un certain nombre de formes différentes de gabarits.

Par exemple, l'article "Conversion d'une base de guidage modulaire

pour deux puits à postes partagés en vue d'une production sous-

marine" par S.D. GOMERSALL et J.M. HOPKINSON présenté à la conférence sur les techniques au large ou "offshore", à HOUSTON, TEXAS, le 7 Octobre 1990 décrit un gabarit de montage de tels équipements et de forage de huit puits espacés. Comme indiqué dans l'article, le poids du gabarit était de 650 tonnes et il peut être

pensé que ses dimensions maximales dépassaient 30 mètres.

Un gabarit de ce type est montré dans le brevet EP-A2-

293251 qui décrit un gabarit ayant une largeur et une longueur de mètres (50 pieds) sur 24 mètres (80 pieds) et une hauteur de 6

mètres (20 pieds).

Un tel gabarit ne peut être déployé qu'à l'aide d'une grue de fort tonnage montée sur une barge de levage et peut exiger l'emploi de plongeurs pour réaliser les interconnexions nécessaires. La taille du gabarit signifie que, pour le concevoir et le construire, plusieurs années peuvent être nécessaires et, étant donné que le forage ne peut pas commencer avant que le gabarit ne soit en place, le début de la production peut proportionnellement être retardé. Des propositions ont été faites pour des gabarits de ce type et de taille plus petite (4 puits), mais ils présentent substantiellement les mêmes problèmes que

décrits ci-dessus.

Dans une proposition alternative, le gabarit n'assure pas le guidage pendant le forage, mais il est centralement positionné par rapport à plusieurs puits adjacents fournissant des équipements pour la maintenance commune de ces puits. Ceci permet le commencement du forage avant que le gabarit ne soit installé, mais le gabarit exige encore une barge de fort tonnage pour son installation. De plus, le nombre de connexions & effectuer est supérieur à celui demandé par la première proposition mentionnée, et l'utilisation significative de plongeurs ou de véhicules et

d'outils téléguidés est nécessaire pour réaliser ces connexions.

Sonsub Inc. a publié les détails d'un système sous-marin de forage et de production qui propose un gabarit de production pour deux ou quatre puits. Le gabarit est de construction unitaire avec centralisateurs de puits installés autour d'une partie centrale. Dans une réalisation, le gabarit est généralement rectangulaire avec un trou centralisateur dans chaque coin et dans une autre réalisation, il est rectangulaire avec deux centralisateurs installés sur des côtés opposés d'une partie centrale. Il est probable qu'une barge est aussi exigée pour son déploiement. "Subsea Engineering News" du 4 novembre 1993 contient un article sur des travaux effectués par Exxon Production Research sur un collecteur pour 7 puits, appelé collecteur "DMac", qui est déclaré comme pouvant être exploité à travers la plate-forme de derrick d'une plate-forme de forage. Cependant, aucun autre détail

de cette proposition n'est connu.

Le document de Gomersall et Hopkinson décrit aussi l'incorporation dans leurs gabarits de deux puits "hors gabarit" forés avant l'installation du gabarit. Ceci est obtenu en utilisant des vannes de tête de puits qui sont boulonnées sur le gabarit.

Selon un premier aspect de l'invention, un système sous-

marin proposé comprend un gabarit ayant un support supérieur pour de l'équipement et un bâti pour placer le gabarit sur une base, le gabarit comprenant au moins un élément d'articulation pour un raccordement à un module de sorte que le module puisse pivoter par rapport au gabarit à partir d'une position rentrée ou pliée

jusqu'à une position déployée.

Selon un deuxième aspect de l'invention, un procédé est proposé pour déployer un système sous-marin comprenant l'agencement d'un gabarit sur une plate-forme de derrick d'un bâtiment semi-submersible, la descente du gabarit jusqu'au fond marin à travers la plate-forme de derrick, puis l'installation d'un module débordant latéralement du gabarit au moyen d'un

raccordement articulé placé entre eux.

En utilisant un gabarit avec au moins un module articulé, le gabarit peut être abaissé jusqu'au fond marin à travers la plate-forme de derrick d'un bâtiment semi-submersible. Le module est alors déployé à partir du gabarit. On évite ainsi le besoin d'un mécanisme de levage de fort tonnage. En outre, il peut permettre le commencement des travaux de forage de puits avant que ne soient construits et conçus l'équipement de achèvement et les arbres de Noël, permettant ainsi le commencement plus précoce du

forage de puits.

Une description plus détaillée de quelques réalisations

de l'invention est donnée ci-après au moyen d'exemples et en

référence aux dessins annexés dans lesquels:-

la figure 1 est une vue en coupe verticale d'une première forme du système pour forer de nouveaux puits et comprenant un gabarit et des modules de base de guidage suspendus dans une position déployée sur le gabarit, le système étant monté sur le fond marin et une base de guidage suspendue représentée en trait discontinu dans une position repliée, la figure 2 est une vue en plan d'une base de guidage suspendue du système de la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2, la figure 4 est une vue en coupe latérale suivant la flèche A sur la figure 5 du système des figures 1 à 3 dans une position repliée et portant un cadre mobile, le système étant prêt à être descendu à travers une plate-forme de derrick d'un bâtiment semi-submersible, la figure 5 est une vue en plan de dessus du système de la figure 4 sans gabarit, la figure 6 est une vue identique à la figure 4, mais suivant la flèche B sur la figure 5, le système étant partiellement en écorché, la figure 7 est une vue en plan de dessus d'une base de guidage d'achèvement destinée à être installée sur une base de guidage suspendue du gabarit des figures 1 à 3,

la figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne VIII-

VIII de la figure 6, la figure 9 est vue schématique latérale du système de la figure i montrant des arbres de Noël sur les bases de guidage d'achèvement, un collecteur sur le gabarit et des connexions entre le collecteur et les arbres de Noël, la figure 10 est une vue de côté d'une deuxième forme du système de gabarit placé sur le fond marin, le système comprenant une base de guidage d' achèvement modifiée et raccordée à un puits terminé existant, la figure 11 est une vue en plan de dessus de la base de guidage d'achèvement modifiée de la figure 8, la figure 12 est une coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 9, les figures 13a, 13b et 13c représentent trois moyens alternatifs pour engager un module avec un gabarit par

l'intermédiaire d'une articulation.

Le premier mode de réalisation du système comprend un gabarit représenté au mieux sur la figure 1, généralement repéré par 10, de forme généralement rectangulaire avec des surfaces supérieure et inférieure lla, l1b, et quatre côtés 12a, 12b, 12c, 12d. Un réceptacle annulaire 13 de logement de pilier s'étend à travers le centre du gabarit et a un axe normal au plan du gabarit

10.

Un logement de pilier 14a, fixé à une extrémité d'un pilier 14b, est fixé dans le réceptacle de logement 13 de pilier et se prolonge au- dessous du gabarit 10. Typiquement, le pilier 14b peut être formé par des sections raccordées d'un tube de 760 mm (30 pouces) de diamètre ayant une longueur de 50 mètres et une épaisseur de paroi de 50 mm (2 pouces). Le pilier 14b se prolonge verticalement dans le fond marin 15 et est cimenté en position

afin de supporter le gabarit 10 au-dessus du fond marin.

Comme le montre la figure 1, le fond marin 15 peut ne pas être horizontal et, dans ce cas, la surface inférieure llb du gabarit 10 porte une suspension au cardan 16 & travers laquelle le pilier 14b, se prolonge et qui présente des surfaces incurvées 17 reposant sur des rayons autour de l'axe 18 du pilier. Ces surfaces 17 s'engagent avec une surface concourante en tronc de cône 19 sur une base de guidage temporaire 20 également traversée par le pilier 14b, et qui possède des broches 21 afin de maintenir la base de guidage temporaire 20 sur le fond marin 15. De cette manière, le gabarit 10 peut être tourné par rapport au fond marin jusqu'à ce qu'il soit horizontal. Un mécanisme de mise à niveau (non représenté) peut être installé pour déterminer à quel moment

cette orientation est atteinte.

Deux réceptacles de piliers de guidage (non représentés) sont installés sur le gabarit 10 contigus à des côtés

respectivement opposés du gabarit 10 dans un but décrit ci-

dessous. Le gabarit 10 supporte jusqu'à 5 bases ou modules de guidage suspendus, généralement repérés en 22. La liaison entre chaque base de guidage suspendue 22 et le gabarit est réalisée par l'intermédiaire d'une articulation 23, représentée au mieux sur

les figures 1, 2 et 3.

Chaque articulation 23 comprend deux parties d'articulation, l'une montée sur le gabarit 10 et l'autre montée sur une base de guidage suspendue 22. Le gabarit 10 possède six telles parties d'articulation 24. Deux sont situées sur chacun des bords latéraux opposés 12a, 12c du gabarit 10, et une sur chacun des deux autres bords latéraux opposés 12b, 12d. Chaque partie d'articulation 24 sur le gabarit 10 est généralement en forme de crochet et est dotée d'une surface de guidage 25 inclinée vers le bas qui conduit à une extrémité de l'oeil semi-circulaire 26 dont l'autre extrémité est pourvue d'une surface 27 s'étendant tangentiellement et parallèlement à la surface de guidage inclinée

et s'étendant aussi au delà de l'horizontale.

La partie d'articulation 28 sur chaque base de guidage suspendue 22 comprend une barre à section transversale circulaire 29 maintenue entre des plaques espacées 30. La barre 29 s'étend dans une direction généralement perpendiculaire à la longueur de la base de guidage suspendue et est dimensionnée de manière &

s'adapter dans le guide 20.

De cette manière, chaque base de guidage suspendue 22 est reliée au gabarit 10 par une articulation 23 qui permet le mouvement pivotant de chaque base de guidage suspendue 22 autour d'un axe horizontal entre la position de la ligne en trait discontinu montrée sur la figure 1 et la position du trait plein montré sur la figure 1, c'est & dire & partir d'une position dans laquelle la base de guidage suspendue 22 est placée verticalement à une position dans laquelle la base de guidage suspendue 22 s'étend latéralement à partir du gabarit 10. Chaque partie d'articulation en forme de crochet 24 fait saillie à partir d'une plaque de telle sorte que lorsque la base de guidage associée 22 est placée horizontalement, les plaques 30 de l'autre partie d'articulation 28 engagent la plaque afin d'interdire la rotation

vers le bas de la base de guidage 22.

Chaque base de guidage suspendue 22 est, comme le montrent les figures 2 et 3, formée par une poutre allongée 31 ayant la partie d'articulation 28 à une extrémité et portant un centralisateur annulaire 32 formé par une entrée en tronc de cône 33 conduisant à une ouverture annulaire 34. Le centralisateur 32 sert à guider et à maintenir une colonne de tubage suivant une

manière décrite ci-dessous.

Chaque base de guidage suspendue 22 présente une surface supérieure supportant une paire de raccords 35 de câble de guidage

espacés sur des côtés diamétralement opposés du centralisateur 32.

Chaque raccord 35 est raccordé à la base de guidage 22 au moyen

d'une broche de cisaillement (non représentée).

Chaque raccord 35 est raccordé à l'entrée 33 du centralisateur 32 par une bride 43. Une bride est dotée d'un trou unique 44a et l'autre bride est dotée de deux trous espacés 44a, 44b dans un but décrit ci- après. Chaque bride 43 comprend une partie 43a qui est usinée à une largeur prédéterminée dans un but

décrit ci-dessous.

La figure 1 montre également une base de guidage d'achèvement 36 sur chaque base de guidage suspendue 22. Une base de guidage d'achèvement 36 est représentée au mieux sur les figures 6 et 7. En référence à ces figures, la base de guidage d'achèvement 36 comprend un tube central 51 raccordé & quatre cheminées de guidage 53 par quatre poutrelles en I 52 uniformément réparties et s'étendant dans le sens radial, chaque cheminée de guidage 53 étant situé & l'extrémité d'une poutrelle en I correspondante 52. Les cheminées de guidage 53 sont reliées entre elles par des poutres en caisson 54 pour former une configuration carrée. Deux poutres en caisson opposées 54 comportent en leur centre des tubes pour câbles de guidage 55 s'étendant parallèlement au tube 51 et aux cheminées 53. Chaque tube pour câbles de guidage 55 est équipé d'une fente axiale 72 pouvant être ouverte et fermée par un linguet de sécurité permettant l'introduction d'un câble de guidage (non représenté) dans le tube

, puis la fermeture du tube 55.

La base de guidage d'achèvement 36 comprend également une plaque de positionnement 74 s'étendant entre deux poutres en caisson 54 et cheminant & une certaine distance et parallèlement & une troisième poutre en caisson 54 comportant un tube 55. La plaque 74 est positionnée dans un plan vertical et, entre ses extrémités, se trouve une rainure de guidage dirigée vers le bas

(non représentée) dans un but décrit ci-dessous.

Le déploiement du système précédemment décrit en référence aux figures 1 à 3 sera décrit spécialement en référence aux figures 4 à 6. Le système est déployé à partir d'un bâtiment semi-submersible ancré de manière mobile (ou positionné dynamiquement) à une position spécifiée sur le fond marin 15. De tels bâtiments ont la possibilité de lever sur le bâtiment des charges de 20 à 30 tonnes (selon l'état de la mer). Le bâtiment comprend une plate-forme de derrick à travers laquelle des modules peuvent être amenés jusqu'au fond marin, et à travers laquelle des

opérations de forage sont exécutées au moyen d'un derrick au-

dessus de la plate-forme de derrick.

Tout d'abord, la base de guidage temporaire 20 est installée sur la position exigée sur le fond marin 15. Un trou est alors foré dans le fond marin 15 à travers la base de guidage temporaire 20 pour recevoir le pilier 14b. Le trou peut être, par exemple, foré à l'aide d'une couronne de sondage ayant un diamètre de 950 mm (36"). Comme déjà mentionné, le pilier 14b peut avoir une longueur de 50 m et le trou doit alors avoir au moins cette longueur (il est généralement foré & travers la couche

superficielle meuble).

Le gabarit 10 est alors supporté sur la plate-forme de derrick par une paire de poutres de soutien (non représentées) de type conventionnel. Un cadre mobile 37 est ensuite positionné sur la partie supérieure du gabarit 10. Le cadre mobile 37 comprend un tube central 38 avec des bras supérieurs et inférieurs 40, 41 s'étendant respectivement & partir des extrémités supérieure et inférieure du tube 38 et respectivement & partir des côtés opposés du tube 38. Les extrémités de chaque paire de bras 40, 41

éloignées du tube 38 supportent un tube de guidage 42.

Les traverses supérieure et inférieure 45, 46 sont supportées par, et se prolongent normalement jusqu'à, chaque paire de bras 40, 41. Chaque traverse 45, 46 supporte, au voisinage immédiat de son extrémité, un verrou 47 comprenant une broche (non représentée) qui s'engage dans un trou correspondant 44a dans une bride 43 de la base de guidage suspendue adjacente 22, (lorsqu'une telle base de guidage 22 est positionnée comme montré sur les figures 4 à 6), maintenant ainsi la base de guidage 22

dans la position repliée représentée sur les figures 4 et 5.

Deux autres éléments 49 et 50 se prolongent entre deux paires de traverses 45, 46 jusqu'à un côté du tube 38, et s'étendent parallèlement aux bras 40 et supportent les verrous 47 qui engagent les trous 44 dans les brides 43 de la cinquième base

de guidage.

Des piliers de guidage sont ensuite introduits à travers les tubes de guidage 42 du cadre mobile et sont verrouillés aux logements respectifs des piliers de guidage sur le gabarit 10. Les piliers de guidage sont d'un type leur permettant d'être libérés lorsqu'ils sont engagés dans les logements. L'extrémité supérieure de chaque pilier de guidage comprend un raccord qui est alors verrouillé à un raccord à l'extrémité du câble de guidage partant

du bâtiment.

Les bases de guidage suspendues 22 sont alors soulevées et accrochées au gabarit 10 dans leur position verticale repliée, comme montré sur les figures 4 et 5. Comme susmentionné, elles sont maintenues dans cette position en engageant les verrous 47 dans les trous 44 sur les brides 43 des bases de guidage

suspendues 22.

Lorsqu'elles sont dans la position rentrée ou repliée représentée sur la figure 4, les bases de guidage suspendues 22 ne débordent latéralement du gabarit 10 que d'une longueur réduite au minimum, de telle sorte que la largeur maximale du système est

suffisamment petite pour permettre sa descente & travers la plate-

forme de derrick du bâtiment semi-submersible. Par exemple, les dimensions d'une plate-forme de derrick peuvent être de 5,5 mètres sur 5,5 mètres. En outre, le poids du système est tel qu'il peut être manipulé par l'équipement de levage normalement trouvé sur de tels bâtiments semi-submersibles pour soulever le matériel sur le bâtiment qui, comme déjà indiqué, peut être capable d'accepter des

charges de 20 à 30 tonnes.

Le pilier 14b est alors passé à travers le réceptacle de logement de pilier 13 dans le gabarit 10 avec l'extrémité du pilier 14b soudée au logement de pilier 14a qui se verrouille dans le réceptacle 13. Un outil mobile, dont l'extrémité est représentée sur les figures 4 et 6, est raccordé au logement de pilier 14a. Au-dessus de l'outil mobile se trouve une bobine 39 portant des câbles 48, chaque cable 48 étant raccordé à une base de guidage suspendue 22 par l'intermédiaire d'une manille fixée à un trou 44b correspondant dans une bride 43. Les cables 48 sont tendus par rotation de la bobine 39. Une plaque d'extrémité 76 de centralisateur est vissée à l'extrémité du tube 38 du cadre mobile 37. Le système est abaissé jusqu'au fond marin 15 par l'outil mobile et le centralisateur de conduites de forage. Le pilier 14b pénètre dans le trou foré par l'intermédiaire de la base de guidage temporaire 20, jusqu'à ce que la suspension au cardan 16 sur le gabarit 10 s'engage avec la surface en tronc de cône 19 sur la base de guidage temporaire 20. Le niveau du gabarit 10 est aussi vérifié et, à l'aide de la suspension au cardan 16, le niveau est ajusté suivant besoin. Le pilier 14b est alors cimenté

dans le trou foré.

Un véhicule piloté à distance (VPD) est alors manoeuvré pour libérer les broches des verrous 47. La tige de forage est mise en rotation pour tourner la bobine 39 et ainsi détendre les câbles 48 afin de permettre aux bases de guidage 22 de pivoter vers le bas jusqu'à ce qu'elles débordent latéralement du gabarit , comme représenté sur la figure 1. Lorsque les charnières 23 sont dans la position en saillie latérale, elles sont bloquées par des verrous (non représentés sur les figures i à 6). Pendant la cimentation du pilier 14b, le gabarit 10 est supporté par la base de guidage temporaire 20. Cependant, la base de guidage temporaire 20 et la suspension au cardan 16 peuvent être omises et le système être maintenu sur la colonne de forage

pendant que la cimentation s'effectue.

L'outil mobile est retiré de la surface avec le cadre mobile 37. Les manilles sont équipées de broches de cisaillement qui se brisent pendant cette opération, libérant ainsi les câbles 48 des gabarits 22. Les piliers de guidage restent sur le gabarit

10 reliés au bâtiment par des filins.

On notera que le cadre mobile 37 n'est pas rattaché au gabarit 10. Il serait cependant possible de déployer le gabarit 10 sur le fond marin 15 indépendamment du cadre mobile 37 et des bases de guidage suspendues 22, puis d'installer la base de guidage suspendue 22 sur le cadre mobile 37 comme décrit ci-dessus avant de descendre l'ensemble sur le gabarit 10. Les parties d'articulation 28 sur les bases de guidage 22 se raccordent alors aux parties d'articulation respectives 24 du gabarit 10 lorsque

l'ensemble atteint le gabarit 10.

L'étape suivante est le forage d'un puits, ce qui est fait par l'intermédiaire d'une base de guidage suspendue

sélectionnée 22. L'opération est réalisée de la manière suivante.

Le VPD libère tout d'abord les deux câbles de guidage du gabarit 10 et les verrouille aux raccords correspondants 35 sur les bases de guidage suspendues sélectionnées 22. Le bâtiment semi-submersible est alors déplacé jusqu'à ce que la plate-forme de derrick se trouve au- dessus de la base de guidage suspendue sélectionnée 22. A l'aide de câbles de guidage et d'un cordage, une couronne de forage de 950 mm (36") est passée à travers le centralisateur 32 de la base de guidage suspendue 22 désignée et un trou conducteur de 950 mm (36 pouces) est foré à travers le fond marin 15. Une base de guidage d'achèvement 36 est ensuite

montée sur la base de guidage suspendue 22 de la manière suivante.

La base de guidage d'achèvement 36 est soulevée sur les poutrelles de soutien au-dessus de la plate-forme de derrick et les câbles de guidage de la base de guidage suspendue 22 sont passés dans les tubes 55 de câbles de guidage. Un pilier de guidage 80 est fixé de manière détachable & chacune des cheminées de guidage 53. Les piliers de guidage 80 peuvent être les mêmes que les piliers de guidage utilisés sur le gabarit 10. Un raccord male 81 & l'extrémité supérieure de chaque pilier de guidage 80 est raccordé & un raccord femelle & l'extrémité d'un câble de guidage. Un tuyau conducteur 77 est passé & travers le tube 51 avec un logement 78 à l'extrémité qui est verrouillée & l'extrémité du tube 51. Un outil mobile (non représenté) est ensuite raccordé au logement 78 et la base de guidage d'achèvement 36 ainsi que le tuyau conducteur 56 sont alors amenés jusqu'à la base de guidage 22. Les tubes des câbles de guidage 55 s'adaptent sur les pattes de positionnement 35 afin de positionner la base de guidage d'achèvement 36 sur la base de guidage suspendue 22 et la fente de guidage sur la plaque de positionnement 74 s'engage sur la partie de bride usinée 43a pour déterminer l'orientation de la base de guidage d'achèvement 36 par rapport à la base de guidage suspendue 22. Les deux câbles de guidage précédemment installées peuvent alors être libérés par une traction supplémentaire afin de cisailler les broches 69 maintenant les pattes de positionnement

sur la base de guidage 22.

Le puits est maintenant prêt à effectuer tout forage ultérieur au moyen des opérations de forage "standard" ou conventionnelles. Dès que des puits ont été forés, l'équipement de production/tubage peut être installé. Un exemple d'une telle configuration est schématiquement représenté sur la figure 9. Sur cette figure, les parties communes aux figures 1 à 5 et à cette figure portent les mimes repères numériques et ne seront pas

décrites en détail.

Dans cette réalisation, chaque puits est équipé d'un arbre de Noël 57 ayant des tubes 58 qui s'adaptent sur les piliers de guidage 80 correspondants de la base de guidage de achèvement associée 36. Chaque arbre de Noël 57 est équipé d'un raccord 60 qui verrouille l'arbre de Noël à la tête de puits. L'arbre de Noël 57 est positionné sur la base de guidage d'achèvement 36 en utilisant les cables fixés aux extrémités des piliers de guidage 80. Un collecteur 61 est monté sur le gabarit 10 et est équipé d'un raccord 62. Le collecteur 61 peut être positionné à

l'aide de cibles fixés & des piliers de guidage sur le gabarit 10.

La sortie B de l'arbre de Noël et la sortie A du collecteur sont reliées entre elles par un pont en U récupérable 63 positionné à l'aide de câbles de guidage. Comme représenté, les extrémités des deux sorties A et B sont dirigées verticalement vers le haut et font saillie dans des raccords femelle 64 dirigés vers le bas sur le pont 63. Le pont 63 comprend un dispositif de blocage

hydraulique assurant le raccordement entre ces parties.

On notera que l'interconnexion n'a pas besoin d'être réalisée comme décrit ci-dessus. Une sortie A ou B peut être équipée d'une partie de raccord male disposée verticalement vers le haut, tandis que l'autre sortie A ou B est équipée de la partie de raccord femelle dirigée verticalement vers le bas de telle sorte que, lorsque les parties sont positionnées, la connexion soit établie. En alternative, les extrémités des sorties A, B peuvent être disposées horizontalement et un raccord horizontal

peut être installé entre elles.

Le système complet peut être doté d'une structure de protection (non représentée) qui permet au système d'être protégé

contre les équipements des chalutiers.

On se rendra compte qu'un deuxième puits et d'autres puits peuvent être forés à l'aide de la deuxième base de guidage suspendue 22 et des suivantes. Dans un tel cas, deux des câbles fixés aux piliers 80 sur la base de guidage d'achèvement 36 seront détachés par un VPD et seront fixes aux raccords respectifs 35 sur la base de guidage suspendue sélectionnée. La procédure est

ensuite la même que celle décrite ci-dessus.

Le système décrit ci-dessus est destiné au forage de nouveaux puits. Il est aussi possible d'adapter le système afin d'intégrer un puits existant. Un tel système sera décrit en faisant référence aux figures 10, 11 et 12. Les parties communes à ces figures et aux figures 1 à 7 porteront les mêmes repères

numériques et ne seront pas décrites en détail.

Le système utilise une forme modifiée de la base de guidage d'achèvement 36 nettement représentée sur les figures 6 et 7. Cependant, une des poutres en caisson 54 est omise, de même que les deux tubes pour cable de guidage 55. Une poutrelle articulée 65 s'étend radialement & partir du tube 51 et se trouve & la même distance des deux poutrelles en I adjacentes 52 gui sont séparées par une poutre en caisson 54. L'extrémité de la poutrelle articulée 65 éloignée du tube 51 est équipée d'une partie d'articulation en forme de crochet 24 qui est identique & la partie d'articulation en forme de crochet 24 trouvée sur le

gabarit des figures 1 & 7.

La base de guidage d'achèvement modifiée, désignée en 67, est positionnée comme suit: On dépose tout d'abord la base de guidage existante du puits existant, puis on vérifie l'absence de détérioration dans le logement dutube pilote. La base de guidage d'achèvement modifiée 67 est alors amenée au-dessus de la plate-forme de derrick et, & l'aide d'un outil de tige de forage, est abaissée sur le puits existant au moyen de piliers de guidage et de câbles de guidage de la même manière que la base de guidage de achèvement 36. Le tube

51 est alors verrouillé sur la tête de puits existante.

Un gabarit 10 est ensuite soulevé et amené au-dessus de la plate-forme de derrick. Le gabarit est le même que celui décrit au-dessus en référence aux figures 1 & 3, sauf qu'une des parties d'articulation sur le gabarit est formée par une barre 29 entre des plaques 30 identiquement & la partie d'articulation 28 sur la base de guidage suspendue 22 décrite plus haut en référence aux figures 1 & 3. En conséquence, cette partie d'articulation 28 sur le gabarit 10 et la partie articulée associée 24 sur la base de guidage d'achèvement modifiée 67 sont inversées par rapport aux

autres articulations 23.

Le gabarit 10 est ensuite suspendu dans un cadre spécial et est descendu jusqu'à fond marin 15 guidé par des cables avec la barre 29 alignée avec la partie d'articulation 24 sur la base de guidage d'achèvement modifiée 67. Lorsque le gabarit 10 atteint la base de guidage d'achèvement modifiée 67, la barre s'engage avec la surface inclinée 25 et est guidée dans l'oeil 26. Une descente ultérieure du gabarit 10 le fait pivoter autour de la barre 29

dans une position horizontale.

Il peut être nécessaire d'utiliser des vérins et des tapis anti-boue pour niveler la structure centrale avant tout autre travail. Un exemple en est montré sur la figure 10 o un vérin 70 est monté sur un tapis anti-boue 71 pour supporter la poutre articulée 65 de la base de guidage d'achèvement modifiée 67. Le gabarit 10 est alors détaché du mécanisme de levage et les cables et piliers de guidage de la base de guidage d'achèvement modifiée 67 sont transférés jusqu'au gabarit 10 par un véhicule piloté à distance. En utilisant le réceptacle de logement de pilier 13 comme gabarit de forage, un trou est foré à travers le gabarit 10 en utilisant des centreurs de forage. Comme précédemment, le diamètre du trou peut être de 950 mm (36"). Une fois foré, un pilier 14 dont le diamètre peut être de 762 mm (30") est amené jusqu'au fond marin 15 à l'aide de l'outil mobile et verrouillé au logement de pilier 13. Le pilier 14b est alors

cimenté en position et l'outil réutilisé.

Des bases de guidage suspendues 22 peuvent être ensuite

raccordées au gabarit 10 en les descendant à travers la plate-

forme de derrick sur le cadre mobile et les parties d'articulation sont interconnectées. Les bases de guidage suspendues 22 peuvent alors être utilisées pour forer un trou de tube pilote comme

décrit ci-avant en référence aux figures 1 à 7.

Comme décrit ci-dessus, les interconnexions entre le gabarit 10 et les modules latéraux (les bases de guidage suspendues 22 ou les bases de guidage de achèvement modifiées 67) sont réalisées par l'intermédiaire des articulations 23. Les figures 13a, 13b et 13c montrent comment une articulation 23 du type décrit ci-dessus en référence aux dessins peut s'adapter à différentes approches d'interconnexion. Les parties communes aux autres figures dans ces figures ne seront pas décrites en détail

et seront affectées des mêmes repères numériques.

Comme montré à gauche sur la figure 13a, les parties d'articulation 24, 28 peuvent être interconnectées avec la base de guidage suspendue 22 dans la position inclinée représentée en trait discontinu sur la figure 13a. La base de guidage suspendue 22 peut alors être pivotée sur la position verticale représentée en trait plein, la désolidarisation entre la barre 29 et l'oeil 26

étant évitée par la surface tangentielle 27.

Comme montré sur le côté droit de la figure 13a, la base de guidage suspendue 22 peut ensuite être pivotée de la position verticale à une position horizontale dans laquelle elle s'étend latéralement à partir du gabarit 10. Un verrou d'articulation 68

est prévu pour maintenir les parties dans cette position relative.

En se reportant maintenant à la figure 13b, le côté gauche de cette figure montre comment la base de guidage suspendue 22 peut être raccordée au gabarit 10 par la partie d'articulation 28 qui est descendue sur la partie d'articulation 24, la base de guidage suspendue 22 étant inclinée suivant un angle aigu & distance du gabarit 10. Dans ce cas, la barre 29 engage la surface inclinée 25 et est guidée vers le bas dans l'oeil 26. Une descente ultérieure de la base de guidage suspendue 22 la fait pivoter autour de la barre 29 dans la position horizontale dans laquelle

elle est verrouillée par le verrou 68.

En référence ensuite à la figure 13c, la base de guidage suspendue 22 peut approcher le gabarit dans une position horizontale lorsque, à nouveau, la barre 29 entre en contact avec la surface inclinée 25 et qu'elle est guidée dans l'oeil 26. Le

verrou 68 verrouille alors les parties entre-elles.

Bien que ces modes d'interconnexion aient été décrits pour une base de guidage suspendue 22, il est à noter qu'ils peuvent être utilisés pour n'importe quel module comprenant une

partie d'articulation pouvant être raccordée au gabarit 10.

Par exemple, une partie d'articulation 28 ou 24 peut être installée sur un module supportant un portique de traction de ligne d'écoulement intégrant une rampe. En alternative, une partie d'articulation 28 peut être montée sur une parmi plusieurs unités de conduites d'évacuation. Une partie d'articulation 28 peut être montée sur une base pour porter un mécanisme de lancement dit "pig launcher". Un tel "pig launcher" peut être raccordé à un collecteur 61 du type décrit ci-dessus. Le module peut, par exemple, présenter une plate-forme de surface identique au gabarit 10. Ces possibilités permettent l'utilisation dans plusieurs

configurations des systèmes de gabarit du type décrit ci-dessus.

Par exemple, on peut utiliser une des articulations sur le gabarit pour porter un portique de traction de ligne d'écoulement afin de raccorder le collecteur 61 sur le gabarit à un puits unique éloigné. Les articulations restantes sur le gabarit 10 peuvent encore porter des bases de guidage suspendues 22 pour forer des puits. En alternative, toutes les parties d'articulation 24 sur le gabarit peuvent porter des portiques aptes à tirer des lignes d'écoulement et être individuellement raccordées à des puits éloignés. Les collecteurs de deux ou plusieurs gabarits peuvent être raccordés en série avec des modules sur les gabarits réalisant le guidage nécessaire des conduites d'évacuation. En alternative, on peut raccorder les modules de plusieurs gabarits 10 à un module central avec, à nouveau, chaque gabarit réalisant

le guidage nécessaire des conduites d'évacuation.

L'avantage présenté par les réalisations décrites ci-

dessus en référence aux figures est que le système peut être

déployé à travers la plate-forme de derrick d'un véhicule semi-

submersible, et ne nécessitant donc pas de barge de fort tonnage pour son déploiement. En outre, le déploiement ne requiert pas de plongeurs, il nécessite tout au plus l'utilisation d'un véhicule piloté à distance, bien que dans certains cas, l'utilisation d'un

tel véhicule puisse elle-même être évitée.

L'utilisation des bases de guidage suspendues 22 permet le commencement du forage du puits avant que les arbres de Noël et le collecteur ne soient construits. Ceci réduit de manière

significative le temps demandé pour mettre un puits en production.

Tous les systèmes de base peuvent être remplacés

indépendamment du gabarit. Les piliers 14b peuvent être coupés au-

dessous du gabarit 10 par différentes techniques et au-dessous des bases de guidage suspendues 22 en utilisant à nouveau différentes

techniques permettant la réutilisation de ces parties.

Le gabarit 10 décrit ci-dessus en référence aux dessins est généralement carré suivant une vue en plan. On se rendra compte qu'il peut avoir une forme appropriée quelconque, par exemple, hexagonale. La forme carrée a cependant l'avantage que, dès que la plate-forme de derrick du bâtiment (qui est généralement carrée) est en coïncidence avec le gabarit 10, elle peut être amenée en coïncidence avec les modules sans avoir besoin

de tourner le bâtiment.

Claims (40)

REVENDICATIONS

1. Système sous-marin comprenant un gabarit (10) ayant un support supérieur pour équipements et un support pour poser le gabarit (10) sur une base, le gabarit comprenant au moins un élément d'articulation (23) pour raccordement & un module (22) de telle sorte que le module (22) puisse pivoter par rapport au

gabarit (10) entre une position repliée et une position déployée.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'articulation (23) comprend une partie d'articulation pour raccordement & une deuxième partie d'articulation sur un

module (22) afin de former une articulation.

3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que l'élément d'articulation (23) réalise un pivot autour d'un axe se trouvant dans un plan parallèle au plan

du gabarit (10).

4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 & 3,

caractérisé en ce que le gabarit (10) est généralement rectangulaire en plan, chaque bord comprenant au moins un desdits

éléments d'articulation (23).

5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins deux bords opposés ont chacun deux éléments d'articulation

(23) espacés le long dudit bord.

6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 & 5

et comprenant en outre un cadre mobile (37), le cadre mobile (37) comportant des moyens de verrouillage pour engager de manière

détachable un module (22) dans une positon repliée.

7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le cadre mobile (37) comprend des moyens pour engager au moins deux câbles de guidage pour le positionnement du cadre mobile sur

le fond marin (15).

8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 & 7,

caractérisé en ce que le support de gabarit comprend une ouverture pour recevoir et engager un logement de pilier (14b) & une extrémité d'un pilier, le pilier (14b) étant fixé dans un trou pratiqué dans le fond marin (15) afin de fournir un support pour

le gabarit (10).

9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 & 8,

caractérisé en ce que le gabarit (10) présente une surface inférieure, ladite surface inférieure portant un cardan pour permettre au plan du gabarit (10) d'être réglé par rapport au fond

marin (15).

10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 & 9

et coopérant avec au moins un module (22), le module (22) comportant à sa périphérie un deuxième élément d'articulation qui coopére avec un élément d'articulation (23) du gabarit (10) pour permettre un mouvement de rotation du module (22) entre lesdites

positions repliée et déployée.

11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'une partie d'articulation comprend un élément en forme de crochet (24) ayant un surface de guidage menant à un oeil (26) de la forme du crochet, l'autre partie d'articulation comprenant une barre de section circulaire disposée de sorte que la barre peut s'engager avec la surface de guidage, le module (22) étant orienté par rapport au gabarit (10) dans une position quelconque entre la position déployée et une position formant un angle aigu par rapport à la position déployée, la surface de guidage guidant

ainsi la barre dans l'oeil pour former une articulation.

12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que les parties d'articulation coopèrent afin que le module (22) ne puisse se déplacer au delà de la position déployée à partir de la

position repliée.

13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que la partie d'articulation en forme de crochet (24) est associée à une butée placée dans un plan parallèle à l'axe d'articulation, la barre étant associée à une projection qui engage ladite butée lorsque le module (22) se trouve dans ladite position déployée

afin d'interdire ledit mouvement au delà de ladite position.

14. Système selon l'une quelconque des revendications 10 à

13, caractérisé en ce que les parties d'articulation comprennent un verrou pour verrouiller les parties d'articulation entre-elles

lorsque le module (22) est dans la position déployée.

15. Système selon l'une quelconque des revendications 11 &

14, caractérisé en ce que le gabarit (10) est généralement rectangulaire en plan avec quatre côtés, deux côtés opposés desdits côtés comprenant deux éléments d'articulation (23) avec un module (22) raccordé de manière pivotante à chaque dit élément d'articulation (23) et les deux autres côtés ayant un seul élément d'articulation avec un seul module (22) raccordé de manière pivotante.

16. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que les modules sont généralement rectangulaires en plan avec des

côtés parallèles aux côtés du gabarit (10).

17. Système selon la revendication 16, caractérisé en ce que les deux modules (22) rectangulaires pivotant par rapport à chacun desdits deux côtés opposés font latéralement saillie au delà des

autres côtés adjacents.

18. Système selon l'une quelconque des revendications 11 à

14, caractérisé en ce que le module (22) comprend une base de

guidage suspendue comprenant un guide de forage.

19. Système selon la revendication 18, caractérisé en ce que la base de guidage suspendue comprend un support pour une base de

guidage d'achèvement (36).

20. Système selon la revendication 19, caractérisé en ce que la base de guidage suspendue comprend un ancrage pour deux fils de guidage, le système comprenant aussi une base de guidage d'achèvement (36) ayant des tubes pour câbles de guidage à travers lesquels les câbles de guidage passent pour permettre à la base de guidage d'achèvement (36) d'être positionnée sur la base de

guidage suspendue.

21. Système selon l'une quelconque des revendications 11 à

14, caractérisé en ce que le module (22) porte un portique de

traction de ligne d'écoulement.

22. Système selon l'une quelconque des revendications 11 à

14, caractérisé en ce que le module (22) porte un lanceur de racleur.

23. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 22,

caractérisé en ce que le gabarit (10) porte un collecteur.

24. Système selon la revendication 23, caractérisé en ce que le collecteur comprend au moins un raccord hydraulique pour coopération avec un autre raccord hydraulique sur un autre équipement porté par un module (22), les raccords pouvant être automatiquement accouplés pour réaliser le raccordement lorsque

l'équipement est déployé sur le module (22).

25. Système selon l'une quelconque des revendications 11 &

14, caractérisé en ce que l'élément d'articulation en forme de crochet est monté sur le module (22) et la barre est montée sur le gabarit (10), le module étant destiné au raccordement & un puits existant avec le gabarit (10) étant ensuite positionné sur le fond marin (15) et la barre engagée avec l'élément d'articulation en forme de crochet pour former ladite articulation lorsque le

gabarit (10) est positionné.

26. Système selon l'une quelconque des revendications i à 25

conjointement avec une cage couvrant le système.

27. Procédé pour déployer un système sous-marin comprenant l'installation d'un gabarit (10) sur une plate-forme de derrick d'un bâtiment, la descente du gabarit (10) jusqu'au fond marin (15) à travers la plate-forme de derrick, et puis la mise en place d'un module (22) de manière à ce qu'il dépasse latéralement du

gabarit (10) par l'intermédiaire d'une connexion articulée.

28. Procédé selon la revendication 27 caractérisé en ce que le module (22) est suspendu au gabarit (10) lorsque ce dernier est positionné au-dessus de la plate-forme de derrick, le module (22) étant positionné dans une position repliée dans laquelle le module (22) dépasse légèrement latéralement du gabarit (10), le module du gabarit (10) étant descendu à travers la plate-forme de derrick et le module (22) étant ensuite pivoté sur ladite position en saillie latérale.

29. Procédé selon la revendication 27 et comprenant le montage du gabarit (10) sur le fond marin (15) et l'introduction

du module (22) dans ladite position articulée en saillie latérale.

30. Procédé selon la revendication 29 caractérisé en ce que le module (22) est engagé avec le gabarit (10) dans une position angulairement espacée de ladite position en saillie latérale et est ensuite pivoté autour de ladite articulation jusqu'à ladite

position en saillie latérale.

31. Procédé selon la revendication 29 caractérisé en ce que le module (22) est engagé avec ledit gabarit (10) lorsqu'il est

dans ladite position en saillie latérale.

32. Procédé selon l'une quelconque des revendications 27 à 30

et comprenant la suspension d'au moins un module (22) au gabarit (10), alors que le gabarit (10) est au-dessus de la plate-forme de derrick, la fixation d'un cadre mobile sur au moins un module (22) afin de maintenir le module dans la position repliée, la fixation de câbles de guidage au gabarit (10), la fixation d'une chaine de forage au gabarit (10) et la descente du gabarit (10) jusqu'au fond marin (15) & l'aide de ladite chaine de forage.

33. Procédé selon l'une quelconque des revendications 27 & 32

et comprenant le forage d'un trou dans le fond marin (15), la fixation d'un tube suspendu au gabarit (10) alors que le gabarit (10) est audessus de la plate-forme de derrick et puis la descente du tube dans le trou afin de réaliser un support pour le

gabarit (10) et le module (22).

34. Procédé selon l'une quelconque des revendications 27 &

33, caractérisé en ce que le module (22) est une base de guidage

suspendue, le procédé comprenant le positionnement de la plate-

forme de derrick sur la base de guidage suspendue (22) lorsque la base de guidage suspendue (22) est dans la position de saillie latérale et puis le forage d'un trou avec le tube de forage guidé

par ladite base de guidage suspendue.

35. Procédé selon la revendication 34 et comprenant le positionnement ultérieur d'une base de guidage d'achèvement (36) sur la plate-forme de derrick, la fixation d'un tube pilote à la base de guidage d'achèvement (36), et puis le positionnement de la base de guidage d'achèvement (36) sur la base de guidage suspendue

(22) avec un tube pilote traversant la base de guidage suspendue.

36. Procédé selon la revendication 27 et comprenant la fixation de câbles de guidage entre la base de guidage suspendue (22) et le bâtiment, et puis l'introduction des câbles avec guides sur la base de guidage d'achèvement (36) pour guider la base de

guidage d'achèvement (36) sur la base de guidage suspendue.

37. Procédé selon la revendication 27 et comprenant le raccordement de câbles entre le bâtiment et le gabarit (10) lorsque le gabarit est au-dessus de la plate-forme de derrick, et le débranchement desdits cables de guidage lorsque le gabarit (10) est sur le fond marin (15) et le raccordement desdits cables de

guidage au gabarit (10) suspendu.

38. Procédé selon l'une quelconque des revendications 35 à 37

et comprenant le raccordement de deux ou plusieurs câbles de guidage entre la base de guidage d'achèvement (36) et le bâtiment avant que la base de guidage d'achèvement (36) ne soit montée sur la base de guidage suspendue (22), les câbles de guidage étant destinés au guidage de l'équipement sur ladite base de guidage

d'achèvement (36) à partir du bâtiment.

39. Procédé selon la revendication 27 et comprenant le raccordement d'un module (22) à une tête de puits existant et le positionnement du gabarit (10) sur le fond marin (15), le gabarit (10) étant raccordé de manière articulée au module (22) alors que le gabarit (10) est positionné de telle sorte que le module

dépasse latéralement du gabarit (10).

40. Procédé selon la revendication 39 et comprenant la fixation ultérieure d'au moins un module (22) supplémentaire au

gabarit (10).