WO2015162384A2 - Dispositif d'attache pour lignes subaquatiques - Google Patents

Dispositif d'attache pour lignes subaquatiques Download PDF

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WO2015162384A2
WO2015162384A2 PCT/FR2015/051102 FR2015051102W WO2015162384A2 WO 2015162384 A2 WO2015162384 A2 WO 2015162384A2 FR 2015051102 W FR2015051102 W FR 2015051102W WO 2015162384 A2 WO2015162384 A2 WO 2015162384A2
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fastening device
lines
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underwater
underwater lines
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Inventor
Guillaume GROS
Nicolas THIEBAUT
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Bardot Group
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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
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
    • E21B17/1035—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers for plural rods, pipes or lines, e.g. for control lines
    • 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
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/01—Risers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L3/00—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
    • F16L3/22—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets specially adapted for supporting a number of parallel pipes at intervals
    • F16L3/237—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets specially adapted for supporting a number of parallel pipes at intervals for two pipes

Definitions

  • the invention relates to the field of fastening devices, also known under the English terminology "clamps". These are used for all types of use and preferably but not exclusively, for underwater lines in application with drilling systems, in the field of offshore.
  • Today oil, a natural mineral oil and a mixture of hydrocarbons, is used extensively, thus being at the heart of everyone's life and therefore at the heart of the world economy.
  • oil is extracted through oil wells in fields or oil fields, areas where large quantities of oil are buried since the latter is a source of natural energy.
  • Such fields or deposits are located in oil-producing regions or oil basins, locations on or below the ground or below the sea floor in which multiple natural resources or reservoirs of oil are present.
  • oil fields may extend over areas of several hundred square kilometers, requiring the presence of multiple wells to allow the operation of an entire area.
  • the presence of oil fields and the extraction of oil through wells make it possible to build up oil reserves.
  • the exploitation of any oil field to obtain oil reserves is in principle composed of two major steps: first a stage of exploration or prospection, then a stage of production of oil.
  • the production step requires the use of oil wells.
  • oil wells are used in association with oil platforms, advantageously fixed or mobile.
  • FIG. 1 A non-limiting example of such a system is described with reference to FIG.
  • a vessel or drilling platform 1 (also known by the English terminology Drilling Vessel ”) is generally used.
  • a platform 1 is, advantageously but not limitatively, connected to a well, positioned on the seabed SB, by a hollow tube 2 of large size (also known under the name of "Tube Bearer” and the English terminology -Saxonne “Marine Riser”), said support tube 2 allowing in particular the descent of various equipment to the seabed, sometimes several thousand meters below the surface.
  • the connection between said hollow tube 2 and the vessel or the platform 1 is provided by an elastic coupling 3 (also known in the English terminology "Flex-Joint").
  • the carrier tube 2 is fixed to the seabed and subjected to different conditions of temperature and pressure.
  • the vessel or the platform 1 is in turn subject to weather conditions, as non-limiting examples of wave movements.
  • a small diameter hollow tube 4 is lowered for drilling (also known by the name of "Drilling conduit”, under the English terminology “Drilling Riser Pipe” or under the abbreviation "DRP") and a so-called umbilical cable 5, said cable being advantageously attached to the drill pipe 4.
  • said drill pipe 4 and umbilical cable 5 can be lowered directly in the open sea, without requiring the use of a carrier tube 2 as previously described.
  • umbilical cable any cable for the supply of consumables to a device.
  • an umbilical cable 5 deployed closer to the seafloor SB, allows a connection between the host establishment, namely the platform 1, through which the necessary control commands, the energy, be it electrical, hydraulic or pneumatic, is transmitted or even different chemicals delivered to a subsea oil well.
  • Such an umbilical cable 5 can also be used in connection with submarine manifolds or any underwater system requiring remote control.
  • An umbilical cable generally consists of a long flexible assembly of tubes, cables ...
  • an umbilical cable is contained within a protective sheath: in principle, are thus contained, within the umbilical cable, electrical cables for transmitting control commands and energy signals and low or high pressure tubes for conveying hydraulic fluids to control valves and chemicals for injection into the oil well.
  • an umbilical cable is called "Electro-hydraulic cable”.
  • the umbilical cable 5 may also comprise other additional elements, such as by way of non-limiting examples, optical fiber cables, for tracking purposes.
  • the design of an umbilical cable is modular, adaptable to each installation: it depends on several factors including water depth, function, environmental conditions and temperature.
  • Said drill pipe 4 generally comprises one or more sections or sections 4s tubular, preferably but not limited to twelve meters, the sections being fixed to each other by any means, by way of non-limiting examples screwed, bolted together.
  • the drilling pipe 4 can serve as a housing for various mechanical tools, such as by way of non-limiting examples of drills or drill bits, or else allow the injection of different chemicals, such as for example non-limiting examples of glycol or concrete.
  • the subsea drilling line comprising a column and / or drill pipe 4 and at least one umbilical cable 5, must remain substantially fixed with respect to the wellhead 6 (also known in the Anglo-Saxon terminology "Wellhead").
  • the umbilical cable 5 is advantageously wound and / or unwound by means of a winch 7, possibly motorized, said winch being positioned on the deck of the vessel or platform 1.
  • the drill pipe 4 as for him, is advantageously connected to the vessel or the platform 1, possibly by means of a mooring turret.
  • the umbilical cable 5 and the drilling pipe 4 must cooperate or be bonded with each other, possibly at regular intervals.
  • the umbilical cable 5 and the drill pipe 4 being advantageously inserted into the large-sized pipe 2, the cooperation or the connection between the umbilical cable 5 and the drill pipe 4 must be put in place just before the deployment of said cable 5 and leads 4 in the carrier tube 2, advantageously on the deck of the vessel or platform 1.
  • Such cooperation or connection must be established as quickly as possible, in a minimum of time, and preferably by a minimum of time since the umbilical cable 5 and the drill pipe 4 have almost come down instantly and continuously.
  • Such equipment or fasteners may be disposed on each joint of the duct sections. Said equipment or attachment devices are positioned during the descent of the umbilical and drill pipe and as and when assembly of the drill pipe modules.
  • An attachment device 10 comprises a one-piece body 11, possibly made of semi-rigid polymer, and non-adjustable locking and / or locking means 12.
  • said attachment device 10 advantageously has a light L.
  • the term "light” means any orifice, recess or central cavity (e) arranged in the attachment device in order to allow the passage of one or more underwater lines, namely in the case of a drilling system of one or more umbilicals and one or more drill pipe.
  • the attachment device 10 comprises one or more housings or recesses, advantageously two llr 'and llr'', arranged to accommodate said underwater lines, namely respectively a drill pipe 4 and an umbilical cable 5.
  • the attachment devices used have, among a large number of disadvantages, the following drawbacks:
  • An attachment device 10 comprises a one-piece body 11, possibly made of semi-rigid polymer, and closure and / or locking means 12, possibly and also fastening means, which may be in the form of a screw assembly and bolts.
  • said attachment device 10 advantageously has a lumen L.
  • the lumen L consists of a central cavity (e), advantageously cylindrical, arranged in the device of FIG. attach to allow passage of a single underwater line.
  • a fastening device 10 is particularly suitable for, for example, fixing buoys on submerged lines, but does not allow the attachment and maintenance of an umbilical cable 5 on the drill pipe 4.
  • the invention makes it possible to meet the great majority of the disadvantages raised by the known solutions.
  • a fastening device for underwater lines said device having a light, said light having a section greater than or equal to the sum of the respective sections of the underwater lines, said device comprising a one-piece body.
  • the latter further comprises an elastic member cooperating with the one-piece body according to a recess connection or a slide connection.
  • the inner wall of the one-piece body of a fastening device according to the invention may have a contact pad arranged to cooperate with the outer wall of one of the underwater lines.
  • the one-piece body can be advantageously hollow and the elastic element can be inserted within said one-piece body.
  • the one-piece body of a fastening device according to the invention may consist mainly of a flexible polymer or a derivative thereof.
  • the flexible polymer component of the fastening device according to the invention may be polyurethane.
  • the elastic member may consist of a strap.
  • the elastic element of a fastening device according to the invention can mainly consist of a fibrous polymer or a derivative thereof.
  • the fibrous polymer constituting the elastic element of a fastening device according to the invention may advantageously be a polyaramid.
  • the one-piece body thereof may comprise an opening made parallel to the axis (A) of the light, said opening defining two lips, and said device may further comprise locking and / or closing means cooperating with said lips and arranged to ensure contact between the contact pad of said attachment device and one of the outer walls of the underwater lines.
  • the locking and / or closing means of a fastening device according to the invention may comprise a captive screw.
  • the attachment device may comprise gripping means.
  • the gripping means of a device according to the invention may comprise a notch.
  • a fastening device may comprise two chamfers made on the upper and lower faces of the one-piece body.
  • the section of the light of a fastening device conforms to the invention may be ovoid and may comprise two circular sectors whose respective radii are substantially equal to the respective radii of the outer walls of the subaqueous lines, said lines being of substantially circular sections.
  • the invention also relates to a hollow carrier tube, comprising within it two subaquatic lines and a fastening device according to the invention, said device enclosing respective sections of said underwater lines.
  • the invention relates to a paraphyroidlier system, comprising a paraphyroidlière platform, subaquatic lines cooperating with said platform and an oil well cooperating with said underwater lines.
  • the latter comprises at least one attachment device according to the invention, said device enclosing respective sections of said subaquatic lines.
  • FIGS. 2A and 2B previously described, show two embodiments of attachment devices according to the state of the art;
  • FIGS. 3A and 3B show graphical descriptions of a first embodiment of a fastening device according to the invention
  • FIGS. 3C and 3D show graphical descriptions of a second embodiment of a fastening device according to the invention
  • FIG. 3E schematically illustrates a sectional view from above of the first and second embodiments of a fastening device according to FIG.
  • FIGS. 3A to 3E schematize first and second embodiments of a fastening device according to the invention.
  • Such a fastening device 10 advantageously allows the attachment and maintenance of at least two underwater lines 4 and 5, said subaquatic lines being integrated into a drilling system, By way of nonlimiting example, that described with reference to FIG. 1.
  • such subaquatic lines may consist of an umbilical cable and a drill pipe as previously described, but can not be limited to these only examples: they may consist of any cable and / or duct cooperating advantageously with an oil platform and / or with an oil well.
  • the term "light” means any orifice or central recess provided in the attachment device to allow the passage of one or more underwater lines, namely in the case of a drilling system. one or several umbilical cables and one or more pipes.
  • said light L has a section greater than or equal to the sum of the respective sections of the two underwater lines 4 and 5.
  • underwater line section means the section of the underwater line including the outer wall of said line.
  • Said respective sections of the underwater lines may advantageously be square, circular, oblong or any other sections adapted to be adapted for an underwater line, or in some cases several subaquatic lines.
  • the fastening device 10 comprises a one-piece body 11 arranged to encase and jointly maintain the underwater lines 4 and 5: the light L is thus defined when the fastening device 10 according to the invention is in closed position, that is to say that the one-piece body forms a single closed entity, a situation described in particular in connection with Figures 3A to 3E.
  • the one-piece body 11 of a fastening device 10 according to the invention may consist mainly of a flexible polymer or a derivative thereof.
  • the flexible polymers are particularly adapted to the functions of a fastening device 10 according to the invention, since the flexible polymers can deform in particular to ensure the clamping function.
  • the flexible polymer constituting the one-piece body 11 of a fastening device 10, according to the invention may be polyurethane, since the polyurethane, especially in foam form, has many interesting physicochemical properties, such as by way of non-limiting examples, a very good watertightness, resistance to pressure and at certain temperatures, chemical inertness and resistance to wear.
  • Polyurethane also has particularly interesting plastic deformation properties, since polyurethane is considered a ductile material. Indeed, ductility can be defined as the ability of a material, including polymers, to deform plastically, without reaching a breaking point and therefore an irreversible deformation.
  • a fastening device 10 according to the invention, and consequently its one-piece body 11 can be almost constantly solicited to perform its clamping and holding function. It can thus be subjected to stresses and continuous tightening forces. Such constant stresses can thus cause creep phenomena, physical phenomena causing delayed irreversible deformation of said one-piece body 10 and thus the fastening device 10 according to the invention, such a device can no longer optimally ensure its function.
  • the latter further comprises an elastic element 13, which may be flexible and / or has a memory shape, cooperating with the one-piece body 11 according to a recess connection or a slide connection. Due to its properties, such an elastic element allows a strong reduction, or even a suppression of creep phenomena, thus ensuring a conservation of clamping forces. Indeed, the properties of such an elastic element allow it to recover a position and / or original shape after being deformed.
  • the recess connection also called “complete connection” ensuring the cooperation between the elastic element 13 and the one-piece body 11 of a fastening device 10 according to the invention, has no degree of freedom. It thus allows a permanent or removable attachment of the elastic element and the one-piece body, that is to say that said elastic element and one-piece body are in solidarity with each other and have no relative movement with respect to each other. Such cooperation thus makes it possible to transmit the clamping forces on the elastic element rather than on the one-piece body, thus reducing the risk of creep of the latter.
  • the slide connection ensuring the cooperation between the elastic element 13 and the one-piece body 11 of a fastening device 10 according to the invention, has a single degree of freedom in translation, the direction of said translation being advantageously lying in a plane substantially orthogonal to the axis (A) of the light L presented by said fastening device according to the invention.
  • the inner wall of the one-piece body 11 may have a contact pad arranged to cooperate with the outer wall of one of the subaquatic lines 4 and 5.
  • Such a contact area makes it possible to create, between the attachment device 10 and one of the underwater lines, a friction preventing any relative movement of said underwater lines and consequently to ensure the maintenance and fixing of the latter.
  • the invention provides, alternatively or in addition, that the inner wall of the one-piece body may have a plurality of cooperating contact pads with the outer wall of one of the underwater lines or cooperating with the respective outer walls of said underwater lines.
  • the elastic element may advantageously be positioned against the inner and / or outer walls of the one-piece body.
  • the one-piece body 11 may be advantageously hollow and the elastic member 13 is inserted within said one-piece body 11: the elastic member 13 can thus be "embedded" within the one-piece body 11
  • the elastic member 13 can thus be "embedded" within the one-piece body 11
  • the one-piece body 11 of an attachment device 10 may also comprise one or more orifices or "windows" 11v formed on the inner wall of the one-piece body 11.
  • Such orifices make it possible in particular to lighten the one-piece body 11, but also to participate in maintaining the attachment device 10 on the underwater lines 4 and 5.
  • the elastic element 13 of a fastening device 10 may consist of a strap, also known in the English terminology "strap".
  • the invention can not be limited to the presence of a single strap: alternatively or in addition, it could be provided a plurality of straps or equivalent means arranged to guarantee the same function.
  • the term "strap” any band, advantageously but not limitatively broad and flat, consisting of a material adapted to provide an elastic function, arranged to maintain the underwater lines together.
  • such a strap 13 may be optionally looped, advantageously but not limitatively at its ends, to allow for example its retention, by means of any inserts 15 "T" or any other equivalent means capable of performing the same function on or within the one-piece body 11.
  • the resilient member possibly flexible and / or shape memory, must be designed to deform and recover a position and / or original shape while ensuring a clamping and holding function.
  • the material constituting the elastic element must thus be adapted to guarantee such functions.
  • the elastic element 13 may consist mainly of a polymer and / or fibrous material or a derivative thereof.
  • Such material and / or polymer consist in principle of an array of unitary elements, of filamentous appearance, generally in the form of beams. Because of their particular structure, they have particularly interesting mechanical properties.
  • the fibrous polymer component elastic member 13 of a fastening device 10 according to the invention is advantageously a polyaramid (also known under the name "aramid").
  • Polyaramids have very good physicochemical properties, particularly in terms of:
  • the one-piece body may comprise an opening 18 made parallel to the axis (A) of the light, said opening 18 defining two opposite lips 19 compared to each other.
  • the one-piece body 11 is called an "open one-piece body".
  • Such a variant is particularly adapted to facilitate the establishment of a fastening device 10 according to the invention on the underwater lines.
  • the fastening device 10 in order to optimally ensure its fastening and clamping function, the fastening device 10 must be able to be adjusted in order to enclose the respective sections of the underwater lines 4 and 5.
  • a fastening device 10 according to the invention may further comprise locking means and / or closure cooperating with said lips.
  • Such locking and / or closing means make it possible to maintaining the position of an attachment device 10 according to the invention along the respective sections of the underwater lines 4 and 5 and enclosing said sections of said underwater lines 4 and 5. Said locking and / or closing means also guarantee the cohesion of the fastening device 10 around the underwater lines 4 and 5, in said closed position.
  • said locking and / or closing means are arranged to allow adjustment of the light presented by an attachment device 10 according to the invention and to ensure contact between the contact pad of said device 10 and one of the outer walls of the underwater lines 4 and 5.
  • the invention provides that the one-piece body 11, on its inner wall, may have a plurality of contact pads arranged to cooperate with the outer wall d one or more underwater lines 4 and 5.
  • Such locking and / or closing means may advantageously comprise any bolt, fastening screw or equivalent means for clamping or locking the one-piece body 11 around the underwater lines 4 and 5 and their attachments.
  • the locking and / or closing means may consist of galvanized steel, standard structural steel, steel with Nikaflex®, bronze and / or stainless steel.
  • the locking and / or closing means may comprise one or more captive screws 14.
  • Such captive screws have many advantages since they allow to obtain a captive screwing function, so as to limit the number of parts to handle during operations. Indeed, during assembly operations, a screw can easily escape the hands of an operator, which can lead to serious consequences, including putting into play the safety of said operator and / or braking the assembly process and / or setting in place of said attachment device 10.
  • Such captive screws can be advantageously integrated within the one-piece body 11.
  • one or more orifices or recesses 14o depending on the number of captive screws included in the attachment device, are arranged in the one-piece body 11, in order to accommodate said captive screws 14.
  • the locking and / or closure means consist of two locking captive screws to ensure fastening the attachment device 10 in case of failure of one or the other of said screws.
  • the locking and / or closure means may also comprise two inserts 15, advantageously in the form of cylindrical bars or "T" said inserts 15 cooperating with the looped ends of the strap, optionally in pivot or recess connections.
  • the captive screw or screws 14 cooperate with said inserts 15 to perform the clamping function.
  • a fastening device 10 according to the invention may comprise gripping means.
  • gripping means allow easy handling of a fastening device 10 according to the invention.
  • the gripping means of a fastening device 10, according to the invention comprise a notch 16.
  • Said notch 16 may advantageously be made on the outer wall of the one-piece body 11 of a fastening device 10 according to the invention.
  • the invention can not be limited to the presence of a single notch: it could be envisaged that a plurality of notches 16 are formed on the outer wall of the one-piece body 11.
  • the gripping means consist of two notches 16, advantageously but not limited to, positioned symmetrically on the one-piece body 11 with respect to each other: in combination with the fibrous materials or polymers, the presence of two indentations 16 allows the creation of elastic hinges, simplifying the establishment of a fastening device 10 according to the invention.
  • a device comprising two chamfers 17 made on the upper and lower faces of the one-piece body 11.
  • "Chamfer” means any small surface formed by a sloped edge, advantageously made on the upper face or lower of the one-piece body 11 of a fastening device 10 according to the invention.
  • Such chamfers make it possible to prevent a fastening device 10 according to the invention from hanging with other external structures possibly present in the environment of said device, but also from minimizing the hydrodynamic profile of said device to prevent the appearance of trail efforts.
  • the umbilical cables and the drill pipes of a oil-tank system according to Figure 1 are preferably substantially circular sections.
  • the light L that a fastening device 10 according to the invention has may have an ovoid section.
  • Such an ovoid section is particularly suitable for enclosing and maintaining two underwater lines 4 and 5.
  • the section of the light L, when ovoid, may advantageously comprise two circular sectors whose respective radii r 'and r''are substantially equal. to the respective radii of the outer walls of the subaquatic L lines 4 and 5.
  • the r 'and r' r 'can be equal or different.
  • the one-piece body 11 can thus be advantageously adapted according to the underwater lines.
  • the light section L when ovoid, may also include rectilinear sectors.
  • the one-piece body 11 of a device 10 according to the invention may comprise a first "main" opening hole llr 'having a first radius r', the periphery of which a second hole opening llr '' having a second radius r '' shaped half-oblong can project.
  • the first hole llr 'can advantageously serve as a housing for the drill pipe 4, while the second hole llr''can serve as a housing for the umbilical cable 5.
  • the invention provides a hollow carrier tube 2, comprising within it two underwater lines 4 and 5.
  • said underwater lines may be advantageously but not limitatively an umbilical 5 and a drill pipe 4, as described above.
  • said carrier tube comprises at least one attachment device 10 according to the invention, said device 10 enclosing the underwater lines 4 and 5.
  • the invention also provides a paraphyroidlier system comprising a paraphyroidlière platform 1, underwater lines 4 and 5 cooperating with said platform 1 and an oil well 6 cooperating with said underwater lines 4 and 5.
  • said system comprises at least one fastening device according to the invention enclosing respective sections of said underwater lines.
  • said underwater lines may be advantageously but not limitatively an umbilical cable 5 and a conduit of Drill 4, as previously described.
  • Said oil platform can advantageously be fixed or mobile, or even be a floating unit.
  • the invention can not be limited to the type of platform comprised by said system.
  • the invention has been described when used in connection with the maintenance and fixation of an umbilical cable and a drill pipe, that is to say advantageously two subaquatic lines, associated with wells in deposits or oil fields. It can also be implemented for all types of underwater lines that require stabilization and protection functions.
  • the fastening device hold and secure more than two underwater lines.
  • the invention can not be limited to the number or type of underwater lines maintained by the fastening device according to the invention.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'attache (10)pour lignes subaquatiques (4,5), ledit dispositif (10) présentant une lumière (L), ladite lumière (L) ayant une section supérieure ou égale à la somme des sections respectives des lignes subaquatiques (4,5), ledit dispositif (10) comportant un corps monobloc (11). Pour faciliter la mise en place d'un tel dispositif d'attache (10) sur site et garantir la longévité de celui-ci, ledit dispositif comporte en outre un élément élastique (13) coopérant avec le corps monobloc (11) selon une liaison encastrement ou une liaison glissière.

Description

Dispositif d' attache pour lignes subaquatiques
L'invention concerne le domaine des dispositifs d'attache, également connus sous la terminologie anglo- saxonne « clamps ». Ces derniers sont utilisés pour tous types d'usage et préférentiellement mais non limitativement , pour des lignes subaquatiques en application avec des systèmes de forage, dans le domaine de 1 ' offshore . Aujourd'hui, le pétrole, huile minérale naturelle et mélange d'hydrocarbures, est exploité abondamment, se trouvant ainsi au cœur de la vie de tout à chacun et par conséquent au cœur de l'économie mondiale. Traditionnellement, le pétrole est extrait au moyen de puits de pétrole au sein de champs ou gisements pétrolifères , zones où sont enfouies de grandes quantités de pétrole, puisque ce dernier est une source d'énergie naturelle. De tels champs ou gisements sont situés dans des régions pétrolifères ou bassins pétroliers, emplacements sur ou sous la terre ou encore sous le plancher océanique dans lesquels de multiples ressources ou réservoirs naturels de pétrole sont présents. Certains champs pétrolifères peuvent s'étendre sur des zones de plusieurs centaines de kilomètres carrés, requérant la présence de multiples puits pour permettre l'exploitation de toute une zone. La présence des champs pétrolifères et l'extraction du pétrole au moyen de puits permettent de constituer des réserves pétrolières. Ainsi, l'exploitation de tout gisement pétrolifère pour obtenir des réserves de pétrole est en principe composée de deux grandes étapes : tout d'abord une étape d'exploration ou prospection, puis une étape de production du pétrole.
De manière avantageuse mais non limitative, l'étape de production requiert l'utilisation de puits de pétrole. Dans le cas de gisements sous-marins, de tels puits de pétrole sont employés en association avec des plateformes pétrolières, avantageusement fixes ou mobiles. Un exemple non limitatif d'un tel système est décrit en liaison avec la figure 1.
Lors d'opérations, telles qu'à titre d'exemples non limitatifs des opérations d'installation ou de maintenance, sur des puits de pétrole sous-marins, un vaisseau ou plateforme de forage 1 (également connu sous la terminologie anglo-saxonne « Drilling Vessel ») est généralement utilisé. Une telle plateforme 1, est, de manière avantageuse mais non limitative, reliée à un puits, positionné sur le fond marin SB, par un tube 2, creux de grande dimension (également connu sous la dénomination de « Tube Porteur » et la terminologie anglo-saxonne « Marine Riser ») , ledit tube porteur 2 permettant notamment la descente de divers équipements jusqu'au fond marin, parfois à plusieurs milliers de mètres sous la surface. La connexion entre ledit tube creux 2 et le vaisseau ou la plateforme 1 est assurée par un accouplement élastique 3 (également connu sous la terminologie anglo-saxonne « Flex-Joint ») . En effet, le tube porteur 2 est fixé au fond marin et soumis à différentes conditions de température et pression. Le vaisseau ou la plateforme 1 est quant à lui soumis aux conditions météorologiques, à titre d'exemples non limitatifs aux mouvements de houle. A l'intérieur dudit tube porteur 2, sont descendus un tube creux de faible diamètre 4 permettant le forage (également connu sous la dénomination de « Conduit de Forage », sous la terminologie anglo-saxonne « Drilling Riser Pipe » ou sous l'abréviation « DRP ») et un câble dit ombilical 5, ledit câble étant avantageusement attaché au conduit de forage 4. En variante, lesdits conduit de forage 4 et câble ombilical 5 peuvent être descendus directement en pleine mer, sans requérir l'utilisation d'un tube porteur 2 comme décrit précédemment .
On entend par « câble ombilical », tout câble permettant la fourniture de consommables à un appareil. Dans le cas de gisements sous-marins, un tel câble ombilical 5, déployé au plus proche du fond marin SB, permet une connexion entre l'établissement hôte, à savoir la plateforme 1, au travers duquel les commandes de contrôle nécessaires, l'énergie, qu'elle soit électrique, hydraulique ou pneumatique, est transmise, voire encore différents produits chimiques délivrés à un puits de pétrole sous-marin. Un tel câble ombilical 5 peut également être employé en lien avec des manifolds sous- marins ou tout système sous-marin demandant un contrôle à distance. Un câble ombilical consiste généralement en un long assemblage flexible de tubes, câbles... contenus au sein d'une gaine protectrice : en principe, sont ainsi contenus, au sein du câble ombilical, des câbles électriques pour transmettre des commandes de contrôle et des signaux d'énergie et tubes à basse ou haute pression pour transporter des fluides hydrauliques aux valves de commande et des produits chimiques pour injecter au sein du puits de pétrole. Un tel câble ombilical est dénommé « câble électro-hydraulique ». En outre, le câble ombilical 5 peut également comporter d'autres éléments additionnels, tels qu'à titre d'exemples non limitatifs, des câbles à fibres optiques, à des fins de suivi. La conception d'un câble ombilical est modulaire, adaptable à chaque installation : elle dépend ainsi de plusieurs facteurs dont la profondeur d'eau, la fonction, les conditions environnementales et la température.
Ledit conduit de forage 4 comporte généralement un ou plusieurs tronçons ou sections 4s tubulaires, avantageusement mais non limitativement de douze mètres, les sections étant fixées les unes aux autres par tout moyen, à titre d'exemples non limitatifs vissées, boulonnées entre elles. Avantageusement mais non limitativement, le conduit de forage 4 peut servir de logement à différents outils mécaniques, tels qu'à titre d'exemples non limitatifs des forets ou trépans, ou encore permettre l'injection de différents produits chimiques, tels qu'à titre d'exemples non limitatifs du glycol ou encore du béton.
Lors des opérations de forage ou de maintenance, la ligne de forage sous-marine, comportant une colonne et/ou conduit de forage 4 et au moins un câble ombilical 5, doit rester sensiblement fixe par rapport à la tête 6 de puits (également connue sous la terminologie anglo- saxonne « Wellhead ») .
Le câble ombilical 5 est avantageusement enroulé et/ou déroulé au moyen d'un treuil 7, éventuellement motorisé, ledit treuil étant positionné sur le pont du vaisseau ou de la plateforme 1. A titre d'exemple non limitatif, le conduit de forage 4, quant à lui, est avantageusement relié au vaisseau ou à la plateforme 1, au moyen éventuellement d'une tourelle d'amarrage. Afin de limiter les efforts du câble ombilical 5 sur le treuil 7 et d'éviter d'éventuels frottements et/ou contacts entre le câble ombilical 5 et le conduit de forage 4 et/ou le tube porteur 2, le câble ombilical 5 et le conduit de forage 4 doivent coopérer, voire être liés, l'un avec l'autre, éventuellement à intervalles réguliers . Le câble ombilical 5 et le conduit de forage 4 étant avantageusement insérés au sein du tube de grande dimension 2, la coopération ou la liaison entre le câble ombilical 5 et le conduit de forage 4 doit être mise en place juste avant le déploiement desdits câble 5 et conduit 4 dans le tube porteur 2, de manière avantageuse sur le pont du vaisseau ou de la plateforme 1. Une telle coopération ou liaison doit ainsi être établie le plus rapidement possible, en un minimum de temps, et préférentiellement par un minimum de temps, puisque le câble ombilical 5 et le conduit de forage 4 sont presque descendus instantanément et en continu.
Aujourd'hui, des techniques existent d'ores et déjà pour assurer une telle coopération ou liaison. La solution la plus répandue consiste en des équipements ou dispositifs d'attache, également connus sous la terminologie anglo-saxonne « clamps ». De tels dispositifs d'attache sont employés pour différentes applications, telles qu'à titre d'exemples non limitatifs :
- la fixation et le maintien du câble ombilical sur le conduit de forage ; - une limitation des tensions au niveau d'un système de carrousel, permettant l'enroulement et/ou le déroulement du câble ombilical ;
- la fixation d' autres équipements ou éléments sur le câble ombilical et/ou le conduit de forage.
De tels équipements ou dispositifs d'attache peuvent être disposés sur chaque joint des sections de conduits. Lesdits équipements ou dispositifs d'attache sont positionnés lors de la descente des câble ombilical et conduit de forage et au fur et à mesure de l'assemblage des modules de conduit de forage.
Un premier exemple d'un mode de réalisation d'un dispositif d'attache connu est décrit en liaison avec la figure 2A. Un dispositif d'attache 10 comprend un corps monobloc 11, éventuellement en polymère semi-rigide, et des moyens de fermeture et/ou de verrouillage 12 non réglables. En outre, ledit dispositif d'attache 10 présente avantageusement une lumière L. Dans tout le document, on entend par « lumière » tout orifice, évidement ou cavité central (e) aménagé (e) dans le dispositif d'attache afin d'y permettre le passage d'une ou plusieurs lignes subaquatiques, à savoir dans le cas d'un système de forage d'un ou plusieurs câbles ombilicaux et d'un ou plusieurs conduit de forage. A cet effet, le dispositif d'attache 10, plus particulièrement le corps monobloc 11, comporte un ou plusieurs logements ou évidements, avantageusement deux llr' et llr' ' , agencés pour accueillir lesdites lignes subaquatiques, à savoir respectivement un conduit de forage 4 et un câble ombilical 5. A l'heure actuelle, les dispositifs d'attache utilisés présentent notamment, parmi un nombre important d'inconvénients, les inconvénients suivants :
des difficultés de montage dues à la raideur des pièces, notamment du corps monobloc, et par conséquent des temps et des coûts d' installation conséquents ;
une transmission des efforts de serrage dans le matériau polymère constituant les dispositifs d'attache, ladite transmission générant un fluage, c'est-à-dire une déformation irréversible différée, dudit matériau polymère composant lesdits dispositifs d'attache et donc une perte de ces efforts et finalement une perte d'efficacité ;
un coefficient de friction ou frottement limité dû à la rigidité des pièces.
Un deuxième exemple d'un mode de réalisation d'un dispositif d'attache connu est décrit en liaison avec la figure 2B. Un dispositif d'attache 10 comprend un corps monobloc 11, éventuellement en polymère semi-rigide, et des moyens de fermeture et/ou de verrouillage 12, éventuellement et également moyens de fixation, pouvant être sous la forme d'un assemblage de vis et boulons. En outre, ledit dispositif d'attache 10 présente avantageusement une lumière L. Dans ce deuxième exemple de mode de réalisation, la lumière L consiste en un orifice ou cavité central (e) , avantageusement cylindrique, aménagé (e) dans le dispositif d'attache afin d'y permettre le passage d'une seule ligne subaquatique. Un tel dispositif d'attache 10 est particulièrement adapté pour, par exemple, la fixation de bouées sur des lignes immergées, mais ne permet pas la fixation et le maintien d'un câble ombilical 5 sur le conduit de forage 4. L'invention permet de répondre à la grande majorité des inconvénients soulevés par les solutions connues.
Parmi les nombreux avantages apportés par un dispositif d'attache selon l'invention, nous pouvons mentionner que celui-ci permet :
- de proposer une manipulation facilitée et rapide, due à la présence d'un minimum d'éléments composant le dispositif d'attache et d'un profil particulier ;
de diminuer le nombre d'équipements et dispositifs employés en facilitant l'installation par l'emploi de dispositifs pré¬ assemblés ;
de garantir un gain de temps d'installation et de maintenance important et par voie de conséquence une diminution significative des coûts ;
de conserver les efforts de serrage en diminuant, voire quasiment supprimant, le fluage d'un dispositif d'attache conforme à l'invention, par l'emploi notamment d'éléments et de matériaux adaptés et ainsi de pérenniser l'utilisation plus longue d'un dispositif d'attache conforme à l'invention. A cette fin, il est notamment prévu un dispositif d'attache pour lignes subaquatiques, ledit dispositif présentant une lumière, ladite lumière ayant une section supérieure ou égale à la somme des sections respectives des lignes subaquatiques, ledit dispositif comportant un corps monobloc. Pour faciliter le montage et garantir une fonction de serrage pérenne dans le temps d'un dispositif d'attache conforme à l'invention, ce dernier comporte en outre un élément élastique coopérant avec le corps monobloc selon une liaison encastrement ou une liaison glissière . De préférence, la paroi interne du corps monobloc d'un dispositif d'attache conforme à l'invention peut présenter une plage de contact agencée pour coopérer avec la paroi externe d'une des lignes subaquatiques.
Pour protéger l'élément élastique et ainsi assurer une utilisation optimale d'un dispositif d'attache conforme à l'invention, le corps monobloc peut être avantageusement creux et l'élément élastique peut être inséré au sein dudit corps monobloc.
De manière avantageuse mais non limitative, le corps monobloc d'un dispositif d'attache conforme à l'invention peut être principalement constitué d'un polymère souple ou d'un de ses dérivés.
De préférence, le polymère souple composant le dispositif d'attache conforme à l'invention peut être du polyuréthane .
Pour faciliter sa mise en place au sein d'un dispositif d'attache conforme à l'invention, l'élément élastique peut consister en une sangle.
De manière avantageuse mais non limitative, afin d'assurer sa fonction d'élasticité, l'élément élastique d'un dispositif d'attache conforme à l'invention peut être principalement constitué d'un polymère fibreux ou d'un de ses dérivés.
Préférentiellement , le polymère fibreux composant l'élément élastique d'un dispositif d'attache selon l'invention peut être avantageusement un polyaramide.
Pour faciliter la mise en œuvre d'un dispositif d'attache conforme à l'invention et assurer un réglage précis dudit dispositif, le corps monobloc de celui-ci peut comprendre une ouverture pratiquée parallèlement à l'axe (A) de la lumière, ladite ouverture définissant deux lèvres, et ledit dispositif peut en outre comporter des moyens de verrouillage et/ou de fermeture coopérant avec lesdites lèvres et agencés pour assurer le contact entre la plage de contact dudit dispositif d'attache et l'une des parois externes des lignes subaquatiques.
De préférence, les moyens de verrouillage et/ou de fermeture d'un dispositif d'attache conforme à l'invention peuvent comporter une vis captive.
Pour faciliter sa manipulation, le dispositif d'attache conforme à l'invention peut comporter des moyens de préhension.
Avantageusement mais non limitativement , les moyens de préhension d'un dispositif conforme à l'invention peuvent comporter une échancrure.
Pour éviter tout accrochage avec des structures extérieures, un dispositif d'attache conforme à l'invention peut comporter deux chanfreins pratiqués sur les faces supérieure et inférieure du corps monobloc.
Afin d'optimiser les coûts de fabrication et de proposer un dispositif d'attache optimal pour les lignes subaquatiques dites « conventionnelles », la section de la lumière d'un dispositif d'attache conforme à l'invention peut être ovoïde et peut comprendre deux secteurs circulaires dont les rayons respectifs sont sensiblement égaux aux rayons respectifs des parois externes des lignes subaquatiques, lesdites lignes étant à sections sensiblement circulaires.
Selon un deuxième objet, l'invention concerne également un tube porteur creux, comprenant en son sein deux lignes subaquatiques et un dispositif d'attache selon l'invention, ledit dispositif enceignant des tronçons respectifs desdits lignes subaquatiques.
Selon un troisième objet, l'invention concerne un système parapétrolier, comportant une plateforme parapétrolière, des lignes subaquatiques coopérant avec ladite plateforme et un puits de pétrole coopérant avec lesdites lignes subaquatiques. Pour garantir le bon fonctionnement d'un système parapétrolier conforme à l'invention, ce dernier comporte au moins un dispositif d'attache selon l'invention, ledit dispositif enceignant des tronçons respectifs desdites lignes subaquatiques.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent parmi lesquelles :
- la figure 1, précédemment décrite, illustre une vue détaillée d'un système de plateforme pétrolière pour forage ;
- les figures 2A et 2B, précédemment décrites, présentent deux modes de réalisation de dispositifs d'attache selon l'Etat de la Technique ; les figures 3A et 3B présentent des descriptions graphiques d'un premier mode de réalisation d'un dispositif d'attache conforme à l'invention ;
les figures 3C et 3D présentent des descriptions graphiques d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif d'attache conforme à l'invention
la figure 3E illustre schématiquement une vue en coupe de dessus des premier et deuxième modes de réalisation d'un dispositif d'attache conforme à
1 ' invention .
Les figures 3A à 3E schématisent des premier et deuxième modes de réalisation d'un dispositif d'attache conforme à l'invention.
Un dispositif d'attache 10 pour lignes subaquatiques
4 et 5, conforme à l'invention présente une lumière L. Un tel dispositif d'attache 10 permet avantageusement la fixation et le maintien d'au moins deux lignes subaquatiques 4 et 5, lesdites lignes subaquatiques étant intégrées dans un système de forage, tel qu'à titre d'exemple non limitatif, celui décrit en liaison avec la figure 1. De manière préférée, de telles lignes subaquatiques pourront consister en un câble ombilical et un conduit de forage comme décrits précédemment, mais ne sauraient être limitées à ces seuls exemples : elles pourront consister en tous câble et/ou conduit coopérant avantageusement avec une plateforme pétrolière et/ou avec un puits de pétrole. Comme précisé précédemment, on entend par « lumière » tout orifice ou évidement central aménagé dans le dispositif d'attache afin d'y permettre le passage d'une ou plusieurs lignes subaquatiques, à savoir dans le cas d'un système de forage d'un ou plusieurs câbles ombilicaux et d'un ou plusieurs conduits de forage. Pour assurer le maintien et la fixation d'au moins deux lignes subaquatiques, ladite lumière L possède une section supérieure ou égale à la somme des sections respectives des deux lignes subaquatiques 4 et 5. On entend par « section de ligne subaquatique » la section de la ligne subaquatique incluant la paroi externe de ladite ligne. Lesdites sections respectives des lignes subaquatiques peuvent avantageusement être carrées, circulaires, oblongues ou toutes autres sections susceptibles d'être adaptées pour une ligne subaquatique, voire dans certains cas plusieurs lignes subaquatiques. Par ailleurs, de manière préférée, le dispositif d'attache 10 comporte un corps monobloc 11, agencé pour enceindre et maintenir conjointement les lignes subaquatiques 4 et 5 : la lumière L est ainsi définie lorsque le dispositif d'attache 10 conforme à l'invention est en position fermée, c'est-à-dire que le corps monobloc forme une seule et même entité fermée, situation décrite notamment en liaison avec les figure 3A à 3E .
En principe, les systèmes parapétroliers sont installés dans les fonds marins pour un certain nombre d'années. Tout matériel employé au sein de tels systèmes, tels qu'à titre d'exemple non limitatif, celui décrit en liaison avec la figure 1, doit pouvoir perdurer dans le temps et plus particulièrement supporter les conditions imposées par le milieu environnant où est placé le matériel, puisque tout changement de matériel entraîne des discontinuités de services importantes et par voie de conséquence des contraintes de temps et des coûts importants. De fait, tout matériel, notamment les câbles ombilicaux, les conduits de forage et les dispositifs d'attache, doit répondre à des critères bien précis. Ainsi, un dispositif d'attache, plus particulièrement son corps monobloc, doit posséder des qualités et des propriétés physico-chimiques spécifiques, pour notamment supporter les déformations et l'usure imposée par les fonctions d'un tel corps monobloc mais aussi par le milieu environnant. A cet effet, de manière avantageuse mais non limitative, le corps monobloc 11 d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention peut être principalement constitué d'un polymère souple ou d'un de ses dérivés. Les polymères souples sont particulièrement adaptés aux fonctions d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention, puisque les polymères souples peuvent se déformer notamment pour assurer la fonction de serrage. De préférence, le polymère souple composant le corps monobloc 11 d'un dispositif d'attache 10, conforme à l'invention, peut être du polyuréthane, puisque le polyuréthane, notamment sous forme de mousse, possède de nombreuses propriétés physico-chimiques intéressantes, telles qu'à titre d'exemples non limitatifs, une très bonne étanchéité à l'eau, une résistance à la pression et à certaines températures, une inertie chimique et une résistance à l'usure. Le polyuréthane possède également des propriétés de déformation plastique particulièrement intéressantes, puisque le polyuréthane est considéré comme un matériau ductile. En effet, la ductilité peut être défini comme la capacité d'un matériau, et notamment les polymères, à se déformer plastiquement , sans arriver à un point de rupture et par conséquent une déformation irréversible. Toutefois, un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention, et en conséquence son corps monobloc 11, peut être de manière quasi-constante sollicité pour assurer sa fonction de serrage et de maintien. Il peut ainsi être soumis à des contraintes et des efforts de serrage continus. De telles contraintes constantes peuvent ainsi entraîner des phénomènes de fluage, phénomènes physiques provoquant la déformation irréversible différée dudit corps monobloc 10 et donc du dispositif d'attache 10 conforme à l'invention, un tel dispositif ne pouvant plus assurer de manière optimale sa fonction. Pour éviter une transmission des efforts de serrage dans le matériau polymère constituant le corps monobloc 11 d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention, celui-ci comporte en outre un élément élastique 13, éventuellement flexible et/ou à mémoire de forme, coopérant avec le corps monobloc 11 selon une liaison encastrement ou une liaison glissière. Du fait de ses propriétés, un tel élément élastique permet une forte diminution, voire une suppression des phénomènes de fluage, garantissant ainsi une conservation des efforts de serrage. En effet, les propriétés d'un tel élément élastique lui permettent de recouvrer une position et/ou forme d'origine après avoir été déformé.
Par ailleurs, la liaison encastrement, encore qualifiée de « liaison complète », assurant la coopération entre l'élément élastique 13 et le corps monobloc 11 d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention, ne possède aucun degré de liberté. Elle permet ainsi une fixation permanente ou amovible de l'élément élastique et du corps monobloc, c' est-dire que lesdits élément élastique et corps monobloc sont solidaires l'un de l'autre et ne présentent aucun mouvement relatif l'un par rapport à l'autre. Une telle coopération permet ainsi de transmettre les efforts de serrage sur l'élément élastique plutôt que sur le corps monobloc, diminuant ainsi le risque de fluage de ce dernier .
En variante, la liaison glissière, assurant la coopération entre l'élément élastique 13 et le corps monobloc 11 d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention, possède un unique degré de liberté en translation, la direction de ladite translation étant avantageusement comprise dans un plan sensiblement orthogonal à l'axe (A) de la lumière L présentée par ledit dispositif d'attache conforme à l'invention.
Pour assurer la fixation et le maintien des lignes subaquatiques au sein d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention, la paroi interne du corps monobloc 11 peut présenter une plage de contact agencée pour coopérer avec la paroi externe d'une des lignes subaquatiques 4 et 5. Au sens de l'invention, on entend par « plage de contact », toute portion de la paroi interne du corps monobloc 11 agencée pour entrer en contact avec la paroi externe d'une ligne subaquatique lors de la fermeture dudit dispositif d'attache. Une telle plage de contact permet de créer, entre le dispositif d'attache 10 et l'une des lignes subaquatiques, un frottement empêchant tout mouvement relatif desdites lignes subaquatiques et par conséquent d'assurer le maintien et la fixation de ces dernières. Toutefois, l'invention prévoit, en variante ou en complément, que la paroi interne du corps monobloc puisse présenter une pluralité de plages de contact coopérant avec la paroi externe d'une des lignes subaquatiques ou coopérant avec les parois externes respectives desdites lignes subaquatiques.
L'élément élastique peut être avantageusement positionné contre les parois interne et/ou externe du corps monobloc. En variante, de manière préférée mais non limitative, le corps monobloc 11 peut être avantageusement creux et l'élément élastique 13 est inséré au sein dudit corps monobloc 11 : l'élément élastique 13 peut être ainsi « noyé » au sein du corps monobloc 11. Un tel agencement est particulièrement adapté, puisque la sangle est enserrée au milieu du corps monobloc. Ainsi, les phénomènes de fluage, préalablement localisés au niveau des zones principalement soumises aux contraintes, sont mieux dissipés dans tout le dispositif d'attache 10. En outre, conformément aux figures 3A et 3C, selon cette variante, le corps monobloc 11 d'un dispositif d'attache 10, conforme à l'invention, peut également comprendre un ou plusieurs orifices ou « fenêtres » llv pratiqués sur la paroi interne du corps monobloc 11. De tels orifices permettent notamment d'alléger le corps monobloc 11, mais également de participer au maintien du dispositif d'attache 10 sur les lignes subaquatiques 4 et 5.
De préférence, l'élément élastique 13 d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention peut consister en une sangle, également connue sous la terminologie anglo- saxonne « strap ». Toutefois, l'invention ne saurait être limitée à la présence d'une seule sangle : en variante ou en complément, il pourrait être prévu une pluralité de sangles ou tout moyen équivalent agencées pour garantir la même fonction. On entend par « sangle » toute bande, avantageusement mais non limitativement large et plate, constituée d'un matériau adapté pour assurer une fonction élastique, agencée pour maintenir les lignes subaquatiques ensemble. Selon les premier et deuxième modes de réalisation décrits en liaison avec les figures 3A et 3C, une telle sangle 13 peut être éventuellement bouclée, avantageusement mais non limitativement à ses extrémités, pour permettre par exemple son maintien, au moyen d'éventuels inserts 15 en « T » ou de tout autre moyen équivalent capable d'assurer la même fonction, sur ou au sein du corps monobloc 11.
Comme décrit précédemment, l'élément élastique, éventuellement flexible et/ou à mémoire de forme, doit être conçu pour se déformer et recouvrer une position et/ou une forme d'origine tout en assurant une fonction de serrage et de maintien. Le matériau composant l'élément élastique doit être ainsi adapté pour garantir de telles fonctions. A cet effet, en variante ou en complément, l'invention prévoit que l'élément élastique 13 peut être principalement constitué d'un polymère et/ou matériau fibreux ou d'un de ses dérivés. De tels matériau et/ou polymère consistent en principe en un réseau d'éléments unitaires, d'aspect filamenteux, se présentant en général sous forme de faisceaux. De par leur structure particulière, ils possèdent des propriétés mécaniques particulièrement intéressantes. De préférence, le polymère fibreux composant l'élément élastique 13 d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention est avantageusement un polyaramide (également connu sous la dénomination « aramide ») . Les polyaramides présentent de très bonnes propriétés physico-chimiques, notamment en matière de :
légèreté,
bonnes propriétés mécaniques en traction, - bonne résistance aux chocs et à l'abrasion,
bonne résistance à la chaleur, puisque les polyaramides ont une haute température de fusion,
inertie chimique, face notamment aux solvants organiques, plus particulièrement aux carburants et flexibilité, notamment dans les plans transverses aux fibres composant le polyaramide.
Selon les modes de réalisation, notamment ceux décrits en liaison avec les figures 3B et 3D, le corps monobloc peut comprendre une ouverture 18 pratiquée parallèlement à l'axe (A) de la lumière, ladite ouverture 18 définissant deux lèvres 19 opposées l'une par rapport à l'autre. Selon cette variante avantageuse, le corps monobloc 11 est qualifié de « corps monobloc ouvert ». Une telle variante est particulièrement adaptée pour faciliter la mise en place d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention sur les lignes subaquatiques. Toutefois, pour assurer de manière optimale sa fonction d'attache et de serrage, le dispositif d'attache 10 doit pouvoir être réglé afin d'enceindre les tronçons respectifs des lignes subaquatiques 4 et 5. Pour ce faire, un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention peut en outre comporter des moyens de verrouillage et/ou de fermeture coopérant avec lesdites lèvres. De tels moyens de verrouillage et/ou de fermeture permettent de maintenir la position d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention le long des tronçons respectifs des lignes subaquatiques 4 et 5 et enceindre lesdits tronçons desdites lignes subaquatiques 4 et 5. Lesdits moyens de verrouillage et/ou de fermeture garantissent également la cohésion du dispositif d'attache 10 autour des lignes subaquatiques 4 et 5, en position dite fermée. Selon les figures 3B et 3D, lesdits moyens de verrouillage et/ou de fermeture sont agencés pour permettre le réglage de la lumière présentée par un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention et assurer le contact entre la plage de contact dudit dispositif d'attache 10 et l'une des parois externes des lignes subaquatiques 4 et 5. Comme précisé précédemment, l'invention prévoit que le corps monobloc 11, sur sa paroi interne, puisse présenter plusieurs plages de contact agencées pour coopérer avec la paroi externe d'une ou plusieurs lignes subaquatiques 4 et 5.
De tels moyens de verrouillage et/ou de fermeture peuvent avantageusement comprendre tous boulon, vis de fixation ou moyens équivalents permettant le serrage ou verrouillage du corps monobloc 11 autour des lignes subaquatiques 4 et 5 et leurs fixations. Avantageusement mais non limitativement , pour garantir la longévité d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention, les moyens de verrouillage et/ou de fermeture peuvent être constitués d'acier galvanisé, d'acier structurel standard, d'acier avec Nikaflex®, de bronze et/ou d'acier inoxydable .
En variante ou en complément, les moyens de verrouillage et/ou de fermeture peuvent comporter une ou plusieurs vis captives 14. De telles vis captives présentent de nombreux avantages puisqu'elles permettent l'obtention d'une fonction vissage imperdable, de façon à limiter le nombre de pièces à manipuler lors des opérations. En effet, lors d'opérations de montage, une vis peut facilement échapper des mains d'un opérateur, pouvant entraîner des conséquences graves, mettant notamment en jeu la sécurité dudit opérateur et/ou freinant le processus d'assemblage et/ou de mise en place dudit dispositif d'attache 10. De telles vis captives peuvent être avantageusement intégrées au sein du corps monobloc 11. De façon complémentaire, selon les figures 3B et 3D, un ou plusieurs orifices ou évidements 14o, dépendant du nombre de vis captives incluses dans le dispositif d'attache, sont agencés dans le corps monobloc 11, afin d'accueillir lesdites vis captives 14. De manière préférée mais non limitative, les moyens verrouillage et/ou de fermeture consistent en deux vis captives de verrouillage afin d'assurer la fixation du dispositif d'attache 10 en cas de défaillance de l'une ou l'autre desdites vis.
Par ailleurs, lorsque l'élément élastique 13 consiste en une sangle bouclée à chacune de ses extrémités, les moyens de verrouillage et/ou de fermeture peuvent par ailleurs comprendre deux inserts 15, avantageusement sous la forme de barres cylindriques ou encore en « T », lesdits inserts 15 coopérant avec les extrémités bouclées de la sangle, éventuellement selon des liaisons pivot ou encastrement. Selon cette variante, la ou les vis captives 14 coopèrent avec lesdites inserts 15 pour assurer la fonction de serrage. Selon les figures 3A et 3C, la ou les vis captives 14, à sa ou leurs parties proximales, débouchent d'un des deux inserts, tandis qu'à sa ou leurs parties distales, c'est-à-dire la ou les têtes de vis, traversent l'autre insert.
En variante ou en complément, un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention peut comporter des moyens de préhension. De tels moyens de préhension permettent une manipulation facilitée d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention. A titre d'exemple non limitatif, les moyens de préhension d'un dispositif d'attache 10, conforme à l'invention, comportent une échancrure 16. Ladite échancrure 16 peut être avantageusement pratiquée sur la paroi externe du corps monobloc 11 d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention. L'invention ne saurait être limitée à la présence d'une seule échancrure : il pourrait être envisagé qu'une pluralité d' échancrures 16 soient pratiquées sur la paroi externe du corps monobloc 11. Préférentiellement mais non limitativement , les moyens de préhension consistent en deux échancrures 16, de manière avantageusement mais non limitative, positionnées symétriquement sur le corps monobloc 11 l'une par rapport à l'autre : en combinaison avec les matériaux ou polymères fibreux, la présence de deux échancrures 16 permet la création de charnières élastiques, simplifiant la mise en place d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention.
Par ailleurs, en variante ou en complément, un dispositif comportant deux chanfreins 17 pratiqués sur les faces supérieure et inférieure du corps monobloc 11. On entend par « chanfrein » toute surface de petite taille formée par une arête abattue, avantageusement pratiquée sur la face supérieure ou inférieure du corps monobloc 11 d'un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention. De tels chanfreins permettent d'éviter à un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention un accrochage avec d' autres structures externes éventuellement présentes dans l'environnement dudit dispositif, mais également de minimiser le profil hydrodynamique dudit dispositif pour éviter l'apparition d'efforts de traînée.
En principe, dans le domaine de l'offshore, plus particulièrement des systèmes parapétroliers , les lignes subaquatiques 4 et 5, telles qu'à titre d'exemples non limitatifs, comme décrit précédemment, les câbles ombilicaux et les conduits de forage d'un système parapétrolier selon la figure 1, sont avantageusement à sections sensiblement circulaires. Selon les premier et deuxième modes de réalisations tels que décrits en liaison avec les figures 3A à 3E, la lumière L que présente un dispositif d'attache 10 conforme à l'invention peut posséder une section ovoïde. Une telle section ovoïde est particulièrement adaptée pour enceindre et maintenir deux lignes subaquatiques 4 et 5. La section de la lumière L, lorsqu'elle est ovoïde, peut avantageusement comprendre deux secteurs circulaires dont les rayons respectifs r' et r' ' sont sensiblement égaux aux rayons respectifs des parois externes des lignes L subaquatiques 4 et 5. Selon le type de lignes subaquatiques qu'un dispositif d'attache 10 selon l'invention vise à maintenir, les rayons r' et r' ' peuvent être égaux ou différents. Le corps monobloc 11 peut ainsi être avantageusement adapté en fonction des lignes subaquatiques. En outre, la section de la lumière L, lorsqu'elle est ovoïde, peut également comprendre des secteurs rectilignes. A cet effet, selon la figure 3E, le corps monobloc 11 d'un dispositif 10 selon l'invention peut comporter un premier trou débouchant « principal » llr' comportant un premier rayon r' , en périphérie duquel un deuxième trou débouchant llr' ' comportant un deuxième rayon r' ' en forme de demi-oblong peut faire saillie. Le premier trou llr' peut servir avantageusement de logement au conduit de forage 4, tandis que le deuxième trou llr'' peut servir de logement au câble ombilical 5.
Par ailleurs, l'invention prévoit un tube porteur creux 2, comprenant en son sein deux lignes subaquatiques 4 et 5. Préférentiellement , lesdites lignes subaquatiques peuvent être avantageusement mais non limitativement un câble ombilical 5 et un conduit de forage 4, comme décrits précédemment. Pour diminuer les coûts et temps d' installation desdites lignes au sein dudit tube porteur 2, ledit tube porteur comporte au moins un dispositif d'attache 10 selon l'invention, ledit dispositif 10 enceignant les lignes subaquatiques 4 et 5.
L' invention prévoit également un système parapétrolier comportant une plateforme parapétrolière 1, des lignes subaquatiques 4 et 5 coopérant avec ladite plateforme 1 et un puits de pétrole 6 coopérant avec lesdites ligne subaquatiques 4 et 5. Pour diminuer les coûts et le temps d'installation dudit système, ledit système comporte au moins un dispositif d'attache selon l'invention enceignant des tronçons respectifs desdites lignes subaquatiques. Préférentiellement , lesdites lignes subaquatiques peuvent être avantageusement mais non limitativement un câble ombilical 5 et un conduit de forage 4, comme décrits précédemment. Ladite plateforme parapétrolière peut avantageusement être fixe ou mobile, voire encore constituer d'une unité flottante. L' invention ne saurait être limitée au type de plateforme comporté par ledit système.
L' invention a été décrite lors de son utilisation en lien avec le maintien et la fixation d'un câble ombilical et d'un conduit de forage, c'est-à-dire avantageusement deux lignes subaquatiques, associés à des puits dans des gisements ou champs pétrolifères . Elle peut également être mise en œuvre pour tous types de lignes sous-marines qui nécessitent des fonctions de stabilisation et de protection .
II pourrait également être envisagé que le dispositif d'attache maintiennent et fixent plus de deux lignes subaquatiques. L'invention ne saurait être limitée au nombre ou au type de lignes subaquatiques que maintient le dispositif d'attache conforme à l'invention.
D'autres modifications peuvent être envisagées sans sortir du cadre de la présente invention défini par les revendications ci-annexées.

Claims

REVENDICATIONS
Dispositif d'attache (10) pour lignes subaquatiques (4,5), ledit dispositif (10) présentant une lumière (L) , ladite lumière (L) ayant une section supérieure ou égale à la somme des sections respectives des lignes subaquatiques (4,5), ledit dispositif (10) comportant un corps monobloc (11) et étant caractérisé en ce qu' il comporte en outre un élément élastique (13) coopérant avec le corps monobloc (11) selon une liaison encastrement ou une liaison glissière .
Dispositif d'attache (10) selon la revendication précédente, pour lequel la paroi interne du corps monobloc (11) présente une plage de contact agencée pour coopérer avec la paroi externe d'une des lignes subaquatiques (4,5).
Dispositif d'attache (10) selon les revendications 1 ou 2, pour lequel le corps monobloc (11) est avantageusement creux et l'élément élastique (13) est inséré au sein dudit corps monobloc (11) .
Dispositif d'attache (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour lequel le corps monobloc
(11) est principalement constitué d'un polymère souple ou d'un de ses dérivés. Dispositif d'attache (10) selon la revendication précédente, pour lequel le polymère souple est avantageusement du polyuréthane .
Dispositif d'attache (10) selon l'une quelconque des revendications précédente, pour lequel l'élément élastique (13) consiste en une sangle.
Dispositif d'attache (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel l'élément élastique (13) est principalement constitué d'un polymère fibreux ou d'un de ses dérivés.
Dispositif d'attache (10) selon la revendication précédente, pour lequel le polymère fibreux est avantageusement un polyaramide.
Dispositif d'attache (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, pour lequel le corps monobloc comprend une ouverture (18) pratiquée parallèlement à l'axe (A) de la lumière, ladite ouverture (18) définissant deux lèvres (19), ledit dispositif comportant en outre des moyens de verrouillage et/ou de fermeture coopérant avec lesdites lèvres (19) et agencés pour assurer le contact entre la plage de contact dudit dispositif d'attache (10) et l'une des parois externes des lignes subaquatiques (4,5).
10. Dispositif d'attache (10) selon la revendication précédente, pour lequel les moyens de verrouillage et/ou de fermeture comportent une vis captive ( 14 ) .
11. Dispositif d'attache (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant des moyens de préhension.
12. Dispositif d'attache (10) selon la revendication précédente, pour lequel les moyens de préhension comportent une échancrure (16) .
13. Dispositif d'attache (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant deux chanfreins (17) pratiqués sur les faces supérieure et inférieur du corps monobloc
(11) ·
14. Dispositif d'attache (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel la section de la lumière (L) est ovoïde, ladite section comprenant deux secteurs circulaires dont les rayons respectifs (r' , r' ' ) sont sensiblement égaux aux rayons respectifs des parois externes des lignes subaquatiques (4,5), lesdites lignes (4,5) étant à sections sensiblement circulaires .
15. Tube porteur creux (2), comprenant en son sein deux lignes subaquatiques (4,5), ledit tube porteur (2) étant caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'attache (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, ledit dispositif (10) enceignant des tronçons respectifs desdits lignes subaquatiques (4,5).
16. Système parapétrolier, comportant une plateforme parapétrolière (1), des lignes subaquatiques (4,5) coopérant avec ladite plateforme (1) et un puits de pétrole (6) coopérant avec lesdites lignes subaquatiques (4,5), ledit système étant caractérisé en ce qu' il comporte au moins un dispositif d'attache (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 enceignant des tronçons respectifs desdites lignes subaquatiques (4,5).
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