TITRE : Dispositif de calage

La présente invention concerne le domaine des constructions métalliques, notamment les constructions métalliques sous-marines et plus particulièrement les constructions métalliques sous-marines dans le domaine pétrolier.

On connaît des plateformes pétrolières installées en mer, et plus particulièrement de telles plateformes non flottantes. Certaines, plus particulièrement, de ces plateformes (ou rigs) sont communément appelées Jacket et Jack-up, celles-ci sont utilisées pour des opérations de forage et de production à faible profondeur de mer et sont souvent surmontées d'un mât (ou derrick) de forage en phase de forage d'un puits pétrolier, ce mât étant souvent enlevé en phase de production du puits foré durant laquelle sont produits les hydrocarbures.

Durant la phase de forage, un tube conducteur est souvent installé. Le tube conducteur est un tube de liaison entre le fond marin et la plateforme de forage et/ou de production qui, durant les phases de forage permet de canaliser la boue de forage et sert de guide pour les manœuvres de la garniture de forage. Durant la phase de production, un ou plusieurs tubes conducteurs sont installés à différents endroits selon qu'il s'agit d'un tube conducteur d'injection ou de production. Le tube conducteur de production, qui permet la remontée des hydrocarbures pour exploitation à la surface est installé entre la tête de puits et la plateforme de production. En phase de production, un tube conducteur peut être rigide ou flexible ou hybride.

Afin de centrer le tube conducteur par rapport à un guide du tube conducteur lors de son installation, il est courant d'insérer des cales en téflon de part et d'autre du tube conducteur, au niveau du guide du tube conducteur.

Cependant, ces cales en téflon sont obligatoirement installées par des plongeurs en milieu sous-marin.

En effet, les plongeurs disposent d'une pluralité de cales ayant des épaisseurs différentes. Selon la largeur de l'espace entre le tube conducteur et le guide du tube conducteur, le plongeur doit, après la mesure de cet espace, choisir la cale correspondante en fonction de l'espace mesuré.

En outre, lors de l'installation, une inspection par des plongeurs, de chaque tube conducteur, doit être effectuée, ainsi qu'un remplacement de chaque cale en téflon, au moins une fois par an.

Enfin, une fois installé, les espaces entre le tube conducteur et le guide du tube conducteur ne sont pas comblés par les cales en téflon car le tube conducteur est rigide, provoquant ainsi des mouvements et des vibrations du tube conducteur au sein du guide du tube conducteur pouvant entraîner la détérioration du tube conducteur.

La présente invention vise à remédier à au moins un des inconvénients cités en fournissant un dispositif de calage configuré pour être installé sur au moins une structure, ladite structure comprenant un tube conducteur et un guide dudit tube conducteur, ledit dispositif comprenant deux demi-coquilles s'étendant suivant un axe longitudinal d'élongation et configurées pour passer d'une position ouverte d'installation à une position fermée installée, et comportant un système de cale, ledit système de cale comprenant au moins un bras configuré pour coulisser selon un axe parallèle audit axe longitudinal, de manière à venir s'insérer entre le tube conducteur et le guide dudit tube conducteur, l'au moins un bras présentant une extrémité munie d'au moins un coin présentant une épaisseur croissante au fur et à mesure qu'on s'éloigne de ladite extrémité.

Le coin du système de cale obstrue l'espace vacant entre le tube conducteur et le guide du tube conducteur bloquant ainsi le tube conducteur dans le guide du tube conducteur, quelle que soit la largeur de cet espace, et une fois le dispositif de calage installé.

Avantageusement, l'au moins un bras comporte au moins trois parties, une première partie configurée pour coulisser selon ledit axe parallèle à l'axe longitudinal, une deuxième partie configurée pour déplacer ladite première partie, une troisième partie configurée pour s'insérer entre le tube conducteur et le guide dudit tube conducteur. De préférence, la troisième partie comprend l'extrémité munie d'au moins un coin, ladite troisième partie présentant une structure en escalier.

La structure en escalier permet de caler la troisième partie du bras sur le guide du tube conducteur.

De préférence encore, la deuxième partie comprend une tête disposée sur une extrémité de ladite deuxième partie permettant la manipulation de l'au moins un bras par un robot.

Dans un mode de réalisation, la première partie est montée coulissante sur un système de guidage.

Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de calage comprend quatre bras, notamment uniformément répartis autour du dispositif de calage.

Les quatre bras, répartis uniformément autour du dispositif de calage, améliorent l'emprisonnement du tube conducteur dans le guide du tube conducteur.

Préférentiellement, chaque bras est configuré pour se déplacer indépendamment des autres. Cette caractéristique permet à chaque bras de se déployer quelle que soit la largeur de l'espace existant entre le tube conducteur et le guide du tube conducteur au niveau de chacun de ces bras.

Préférentiellement encore, le dispositif de calage comprend une attache configurée pour maintenir ledit dispositif de calage en position ouverte.

L'attache évite la fermeture involontaire du dispositif de calage lors de sa manipulation. Préférentiellement encore, un anneau configuré pour recevoir l'attache est disposé sur chacune des demi-coquilles.

La présente invention porte également sur une installation comprenant un tube conducteur et un guide du tube conducteur et au moins un dispositif de calage selon l'invention configuré pour combler un espace entre le tube conducteur et le guide dudit tube conducteur.

Notamment, l'installation du dispositif de calage est effectuée par un robot.

L'installation du dispositif de calage par un robot permet d'éviter à des plongeurs d'effectuer cette installation, supprimant les dangers résultant de ces constructions sous-marine pour ces plongeurs.

L'invention sera décrite plus en détails à travers les différentes figures présentées ci- dessous, ce qui facilitera sa compréhension.

[Fig. 1] est une vue en perspective du dispositif de calage dans une position installée, conformément à l'invention.

[Fig. 2] est une vue de dessus du dispositif de calage en position fermée, conformément à l'invention.

[Fig. 3] est une vue en perspective du dispositif de calage, conformément à l'invention. [Fig. 4] est une autre vue en perspective du dispositif de calage, conformément à l'invention.

[Fig. 5a] est une vue en coupe selon l'axe longitudinal du système de cale en position installée, avant déploiement du système, conformément à l'invention.

[Fig. 5b] est une vue en coupe selon l'axe longitudinal du système de cale en position installée, après déploiement du système, conformément à l'invention.

[Fig. 6a] est une vue en coupe selon l'axe longitudinal du système de cale en position installée, avant déploiement du système, selon un autre exemple, conformément à l'invention.

[Fig. 6b] est une vue en coupe selon l'axe longitudinal du système de cale en position installée, après déploiement du système, selon le même exemple que la figure précédente, conformément à l'invention. [Fig. 7a] est une vue de côté d'une étape d'installation du dispositif de calage, conformément à l'invention.

[Fig. 7b] est une vue de dessus d'une autre étape d'installation du dispositif de calage, conformément à l'invention.

[Fig. 7c] est une vue de dessus d'une autre étape d'installation du dispositif de calage, conformément à l'invention.

[Fig. 7d] est une vue de dessus de la dernière étape d'installation du dispositif de calage, conformément à l'invention.

La figure 1 montre un tube conducteur 1, de forme sensiblement cylindrique, traversant un guide 2, en forme d'entonnoir, du tube conducteur 1. Un dispositif de calage 3, en position installée entoure le tube conducteur 1. Le dispositif de calage 3 comprend une poignée 4 configurée pour être agrippée par un robot par exemple, de manière à installer le dispositif de calage 3 sur le tube conducteur 1. Un système de cale 5, en acier, comprenant quatre bras 6a, 6b, 6c et 6d (trois d'entre eux sont visibles), est fixé sur la face externe du dispositif de calage 3.

Chaque bras 6a, 6b, 6c et 6d est monté coulissant au niveau de sa première partie 7 sur le dispositif de calage 3 par l'intermédiaire d'un système de guidage 26. Ces bras 6a, 6b, 6c et 6d présentent également une deuxième partie 8, s'étendant longitudinalement de la première partie 7 au-delà du dispositif de calage 3 dans la direction opposée au guide 2 du tube conducteur 1 et une troisième partie 9, s'étendant longitudinalement de la première partie 7 au-delà du dispositif de calage 3, dans la direction du guide 2 du tube conducteur 1.

Le système de cale 5 est disposé de manière parallèle à l'axe longitudinal A d'élongation des demi-coquilles 14a et 14b. Lors de la position fermée du dispositif de calage 3, celui- ci forme un cylindre.

Un dispositif de maintien 10 du dispositif de calage 3 en position fermée est actionné automatiquement lorsque le dispositif de calage 3 est installé sur le tube conducteur 1, d'une manière qui ne nécessite pas d'intervention directe sur le dispositif de maintien 10.

Une sécurité supplémentaire concernant le maintien du dispositif de calage 3 en position installée sur le tube conducteur 1 est fournie par un système de cliquet 11. Une protection cathodique, réalisée par deux anodes 12, fixées sur un support 13, protège la surface extérieure du dispositif de calage 3 en contact avec l'eau en milieu sous-marin.

La figure 2 montre le dispositif de calage 3 composé de deux demi-coquilles 14a et 14b présentant chacune une forme sensiblement de demi-cylindre. Il est à noter que la forme des deux demi-coquilles 14a et 14b n'est pas limitée à une forme sensiblement de demi-cylindre mais peut être tout autre forme géométrique connue, définie en fonction de la forme du tube conducteur 1.

Ces deux demi-coquilles 14a et 14b sont reliées entre elles au moyen d'une charnière 15 présentant un axe sensiblement parallèle à l'axe longitudinal A d'élongation des demi-coquilles 14a et 14b. La charnière 15 permet de faire pivoter l'une des deux demi- coquilles 14a ou 14b par rapport à l'autre 14b ou 14a.

Un levier de fermeture 16 est configuré pour entraîner le pivotement de la demi- coquille 14a vers une position fermée lorsque celui-ci est actionné.

La poignée 4 est disposée parallèlement à l'axe longitudinal A d'élongation des demi- coquilles 14a et 14b et au niveau de la charnière 15 de manière à ce que lorsqu'une poussée est exercée sur la poignée 4, le pivotement de l'une des demi-coquilles 14a ou 14b sur l'autre des demi-coquilles 14b ou 14a est effectué par l'intermédiaire de la charnière 15.

Le système de cale 5 comprend quatre bras 6a, 6b, 6c et 6d. Deux d'entre eux se situent sur la demi-coquille 14a et les deux autres se situent sur la demi-coquille 14b.

Les bras 6a et 6c sont en regard l'un de l'autre. Il en est de même pour les bras 6b et 6d. Les quatre bras 6a, 6b, 6c et 6d sont uniformément répartis autour du dispositif de calage 3.

Un des supports 13, supportant une anode 12, est disposé entre les bras 6a et 6b et l'autre des supports 13 est disposé entre les bras 6c et 6d. Ces supports 13 sont disposés perpendiculairement à l'axe longitudinal A d'élongation des demi-coquilles 14a et 14b. Ces supports 13 ont une double fonction, de support des anodes 12 et de support du dispositif de calage 3 sur le guide 2 du tube conducteur 1 lors de son installation.

Le système de cliquet 11 comprend un crochet 17 configuré pour buter contre un ergot 18. Ce système de cliquet 11 présente un axe de rotation B permettant la transition du crochet 17 d'une position déverrouillée à une position verrouillée et/ou inversement. Un moyen de rappel 33, ici un ressort, assure une position de verrouillage du système de cliquet 11.

La figure 3 montre le dispositif de calage 3 équipé de quatre bras 6a, 6b, 6c et 6d. Chaque bras 6a, 6b, 6c et 6d présente une première partie 7 configurée pour être mobile selon un mouvement translatoire parallèle à l'axe longitudinal A d'élongation des demi-coquilles 14a et 14b. Cette première partie 7 est montée coulissante sur un système de guidage 26 fixé le long de la face externe du dispositif de calage 3, constitué par les deux demi-coquilles 14a et 14b. Chaque bras 6a, 6b, 6c et 6d présente également une deuxième partie 8 prolongeant la première partie 7 dans un sens parallèle à l'axe longitudinal A. La tête 19, située au niveau de l'extrémité de la deuxième partie 8 a une forme sensiblement hexagonale, permettant la préhension de la tête 19 par un robot, par l'intermédiaire d'un bras hydraulique, contrôlant ainsi la mobilité du bras 6a, 6b, 6c et 6d correspondant.

La troisième partie 9, prolonge la première partie 7, quant à elle, dans le sens opposé à la deuxième partie 8. Cette troisième partie 9 est agencée en escalier, décroissant de la première partie 7 jusqu'à l'extrémité de la troisième partie 9, sur laquelle l'extrémité se termine par un coin 20.

La structure en escalier est formée par une pluralité de dents 34 dont l'épaisseur est croissante de l'extrémité de la troisième partie 9 jusqu'à la première partie 7.

Deux points de Ievage21a et 21b, tels que des oreilles de levage, sont disposés en regard l'un de l'autre, le point de levage 21a étant situé sur la demi-coquille 14a et le point de levage 21b étant situé sur l'autre demi-coquille 14b, permettent le déplacement du dispositif de calage 3 dans le but de l'amener au niveau de sa position d'installation sur le tube conducteur 1, via un dispositif de levage, tel qu'une élingue à deux brins, traversant ces points de levage 21a et 21b.

Deux anneaux 22a et 22b, positionnés sur le dispositif de calage 3 de part et d'autre de la charnière 15 sont configurés pour recevoir une attache (non représentée). L'anneau 22a est disposé sur la demi-coquille 14a et l'anneau 22b est disposé sur la demi-coquille 14b. Cette attache offre une sécurité quant au maintien du dispositif de calage 3 en position ouverte d'installation. En effet, elle évite la fermeture involontaire du dispositif de calage 3 lors de sa manipulation.

La poignée 4 est assemblée sur la charnière 15 offrant ainsi le contrôle de la rotation des demi-coquilles 14a et 14b et la préhension du dispositif de calage 3 par le robot.

La figure 4 montre le dispositif de calage 3 en position fermée. Le système de cliquet 11 est en position verrouillée.

Le dispositif de maintien 10 comprend trois vis 23 de maintien, chacune montée dans un écrou de maintien (non représenté).

La demi-coquille 14a comprend trois interfaces de maintien 24 sous forme d'excroissances rainurées configurées pour recevoir, entre chacune de ces interfaces de maintien 24, une portion de chaque vis 23 lorsque le dispositif de calage 3 est en position fermée.

Les têtes 25 des vis 23 sont des têtes de formes hexagonales permettant l'utilisation d'une clé hydraulique pour visser les vis 23 et le contrôle, notamment de l'effort de serrage des vis 23, par un robot. Chaque vis 23 est vissée dans un même axe taraudé, fixé sur la demi-coquille 14b et pivotant selon l'axe longitudinal A.

Le taraudage est muni d'un système anti-desserrage faisant office de frein afin d'éviter le desserrage accidentel des vis 23 dans le temps.

Il est à noter que la clé hydraulique est configurée pour une utilisation par le robot.

En référence aux figures 5a à 6b, le fonctionnement du dispositif de calage 3 est décrit. La figure 5a montre le tube conducteur 1 centré par rapport au guide 2 du tube conducteur 1. En effet, le tube conducteur 1 traverse le guide 2 du tube conducteur 1 laissant un même espace de part et d'autre du tube conducteur 1, entre le tube conducteur 1 et le guide 2 du tube conducteur 1.

Le dispositif de calage 3 est en position installée sur le tube conducteur 1. Le dispositif de calage 3 est monté sur le tube conducteur 1 à proximité du guide 2 du tube conducteur 1. Ainsi, les bras 6a, 6b, 6c et 6d sont aptes à s'insérer entre le tube conducteur 1 et le guide 2 du tube conducteur 1.

La première partie 7 est fusionnée avec la troisième partie 9 tandis que la deuxième partie 8 vient en butée à l'intérieur de la première partie 7.

Un robot adéquat saisi la tête 19 de la deuxième partie 8 avec l'un de ses bras robotisés afin d'exercer une force dans le sens de la flèche 27 permettant de faire coulisser la première partie 7 sur son système de guidage 26. Ceci est illustré sur la figure 5b, où la première partie 7 a coulissé sur le système de guidage 26 dans le sens de la flèche 27 jusqu'à ce qu'une dent 34 soit en butée contre le guide 2 du tube conducteur 1, obstruant ainsi un espace entre le tube conducteur 1 et le guide 2 du tube conducteur 1 et supprimant le jeu existant. Chaque espace, en regard de chaque bras 6a, 6b, 6c et 6d, créant un jeu radial entre le tube conducteur 1 et le guide 2 du tube conducteur 1, illustré dans la figure 5a, est donc comblé par chacun des bras 6a, 6b, 6c et 6d comme montré sur la figure 5b.

Sur la figure 5b, les premières dents 34 de la troisième partie 9 sont passées entre le tube conducteur 1 et le guide 2 du tube conducteur 1, la troisième partie 9 étant en escalier croissant de l'extrémité de la troisième partie 9 jusqu'à la première partie 7. En effet, l'espace entre le tube conducteur 1 et le guide 2 du tube conducteur 1 ne peut pas être comblé par les premières dents 34 de la troisième partie 9. C'est lorsque l'une des dents 34 de la troisième partie 9 percute le guide 2 du tube conducteur 1 que le déploiement de la troisième partie 9 est stoppé, un espace entre le tube conducteur 1 et le guide 2 du tube conducteur 1 étant obstrué de tel sorte qu'aucun mouvement, ni vibration du tube conducteur 1 n'est possible, sauvegardant ainsi le tube conducteur 1 intact et allongeant sa durée de vie. Les figures 6a et 6b montrent un autre exemple du tube conducteur 1 traversant un guide 2 du tube conducteur 1. Dans cet exemple, le tube conducteur 1 n'est pas centré par rapport au guide 2 du tube conducteur 1. De ce fait, les espaces autour du tube conducteur 1 et entre le tube conducteur 1 et le guide 2 du tube conducteur 1 sont différents. En effet, sur la figure 6a, l'espace entre le tube conducteur 1 et le guide 2 du tube conducteur 1 est restreint au niveau du bras 6c tandis que l'espace entre le tube conducteur 1 et le guide 2 du tube conducteur 1 est étendu au niveau du bras 6a. Chaque première partie 7 de chaque bras 6a et 6c ne coulissent donc pas jusqu'au même niveau. Ce coulissement des bras 6a et 6c se fait donc indépendamment l'un de l'autre.

Sur la figure 6b, la troisième partie 9 du bras 6a est déployée pratiquement jusqu'à la première partie 7, de sorte qu'une dent 34 de la troisième partie 9 soit en butée contre le guide 2 du tube conducteur 1.

La troisième partie 9 du bras 6c est déployée que très faiblement. En effet, en raison de l'espace entre le tube conducteur 1 et le guide 2 du tube conducteur 1 au niveau du bras 6c, la dent 34 au niveau de l'extrémité libre de la troisième partie 9, suffit à obstruer cet espace.

Autrement dit, chaque bras 6a et 6c n'a pas coulissé sur son système de guidage 26 jusqu'au même niveau.

Bien entendu, tous les exemples possibles des espaces entre le tube conducteur 1 et le guide 2 du tube conducteur 1 sont couvert par la présente invention.

La présente invention concerne également l'installation d'un tel dispositif de calage 3. Cette installation est détaillée en référence aux figures 7a, 7b, 7c et 7d.

Sur la figure 7a, un dispositif de levage 28, tel qu'une élingue par exemple, traversant les points de levage 21a et 21b situés sur le dispositif de calage 3, amène le dispositif de calage 3 à proximité du tube conducteur 1 et du guide 2 du tube conducteur 1 dans le sens de la flèche 29. Un robot 30, à l'aide d'un de ses bras 31, agrippe le dispositif de calage 3 par la poignée 4, permettant au robot 30 de déplacer et orienter le dispositif de calage 3.

Sur la figure 7b, le robot 30, agrippant le dispositif de calage 3 par la poignée 4, pousse le dispositif de calage 3 dans le sens de la flèche 32, afin d'être disposé autour du tube conducteur 1.

Puis, lorsque le dispositif de calage 3, par son levier de fermeture 16, entre en contact du tube conducteur 1 et est pressé contre celui-ci par la poussée du dispositif de calage 3 dans le sens de la flèche 32 par le robot 30, le dispositif de calage 3 se referme automatiquement sur le tube conducteur 1, comme illustré sur la figure 7c. Une portion de chaque vis 23 s'insère entre chacune des interfaces de maintien 24 correspondante et le crochet de verrouillage 17 vient en buter contre l'ergot 18 du système de cliquet 11.

Préalablement à la fermeture du dispositif de calage 3, l'attache évitant la fermeture accidentelle du dispositif de calage 3 lors de sa manipulation, est rompue par le robot 30.

Le dispositif de levage 28 est ensuite relâché, donnant du mou au robot 30 afin de faire glisser le dispositif de calage 3 le long du tube conducteur 1 de manière à le positionner à proximité du guide 2 du tube conducteur 1.

Le dispositif de calage 3 est posé sur le guide 2 du tube conducteur 1, permettant au robot 30 de faire pivoter d'environ 90° le dispositif de calage 3 sur le tube conducteur 1, de manière à ce que le robot 30 ait accès aux trois vis 23, afin de serrer le dispositif de calage 3 sur le tube conducteur 1.

Le robot 30 serre le dispositif de maintien 10 à l'aide d'un outil configuré pour recevoir la tête 25 de chaque vis 23 du dispositif de maintien 10.

Chaque bras 6a, 6b, 6c et 6d est ensuite déployé par le robot 30 à l'aide d'un outil configuré pour recevoir la tête 19 de chaque deuxième partie 8 de chaque bras 6a, 6b, 6c et 6d, indépendamment l'un de l'autre, de manière à combler l'espace entre le tube conducteur l et le guide 2 du tube conducteur 1 au niveau de ces bras 6a, 6b, 6c et 6d. Ces bras 6a, 6b, 6c et 6d sont en métal, garantissant ainsi une durée de vie du système de cale 5, d'au moins vingt-cinq ans.

Il est à noter que le dispositif de calage 3, conçu pour être installé par le robot 30, peut également l'être par des plongeurs.