FR2953579A1

FR2953579A1 - Gripper for underwater duct suspended by floating support e.g. ship, has blocking unit started when displacement speed of underwater duct exceeds determined threshold value to prevent fall of underwater duct

Info

Publication number: FR2953579A1
Application number: FR0905948A
Authority: FR
Inventors: Daniel Quere
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-06-10
Anticipated expiration: 2029-12-08
Also published as: FR2953579B1

Abstract

The gripper has a maintaining device (14) maintaining suspension of an underwater duct (10) in a vertical or horizontal position, and a holding unit (18) allowing maintaining of another underwater duct (12) adjacent to the former underwater duct in order to weld the two underwater ducts. A monitoring unit (20) monitors speed of descent of the former underwater. A blocking unit (22) is started when displacement speed of the former underwater duct exceeds a determined threshold value to prevent fall of the former underwater duct. An independent claim is also included for a device for assembling two underwater ducts from a floating support.

Description

Préhenseur de secours pour conduite sous-marine suspendue par un support flottant et dispositif d'assemblage comportant un tel préhenseur Emergency gripper for underwater pipe suspended by a floating support and assembly device comprising such a gripper

La présente invention se rapporte à un préhenseur de secours pour conduite sous-marine et à un dispositif d'assemblage de deux conduites sous-marines permettant de raccorder deux conduites successives. Plus particulièrement, elle concerne un préhenseur de secours pour conduite sous-marine suspendue depuis un support flottant, tel qu'un navire ou une plateforme, le support flottant comportant un dispositif de maintien adapté à maintenir en suspension dans une position sensiblement verticale ou horizontale, une première conduite sous-marine partiellement immergée, un dispositif d'amenée d'une deuxième conduite au-dessus de la première conduite, et des moyens de retenue permettant de maintenir la deuxième conduite à proximité de la première conduite en vue de souder les deux conduites. Les conduites selon l'invention sont destinées à être assemblées bout à bout, puis disposées dans les océans pour y véhiculer par exemple un fluide, un courant électrique ou des signaux optiques. The present invention relates to a rescue gripper for submarine pipe and to an assembly device for two underwater pipes for connecting two successive pipes. More particularly, it relates to a rescue gripper for underwater conduct suspended from a floating support, such as a ship or a platform, the floating support comprising a holding device adapted to maintain suspension in a substantially vertical or horizontal position, a first underwater pipe partially submerged, a device for feeding a second pipe above the first pipe, and retaining means for holding the second pipe close to the first pipe in order to weld the two pipes. The pipes according to the invention are intended to be assembled end to end, then arranged in the oceans to convey there for example a fluid, an electric current or optical signals.

II est connu du document FR 2 922 623 un dispositif d'assemblage permettant de réaliser l'assemblage successif de tronçons de tuyaux bout à bout. Afin de maintenir la conduite lors de l'assemblage, le document FR 2 922 623 propose de réaliser une excroissance sur la conduite, de sorte qu'un premier collier puisse y venir en butée. It is known from FR 2 922 623 an assembly device for performing the successive assembly of pipe sections end to end. In order to maintain the pipe during the assembly, the document FR 2 922 623 proposes to carry out an outgrowth on the pipe, so that a first collar can come into abutment there.

Il est aussi connu du document WO 01/35011 un système permettant de retenir une conduite, le système comportant une pluralité de pinces actionnées par des vérins pour bloquer ou libérer la conduite. Les dispositifs existants proposent des solutions permettant de maintenir la première conduite, mais ne proposent pas de solution pour bloquer, en urgence, cette dernière en cas de chute. La présente invention vise à remédier ce problème et à empêcher la chute et par conséquent la perte d'une conduite dans l'océan, A cet effet le préhenseur de sécurité tel que décrit précédemment est caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif de retenue qui comprend des moyens de surveillance de la vitesse de descente de la première conduite, et des moyens de blocage adaptés à empêcher le déplacement en descente de la première conduite, les moyens de blocage étant déclenchés lorsque la vitesse de déplacement de la première conduite dépasse une valeur seuil déterminée, de sorte à empêcher la chute de la conduite. Grâce à ces dispositions le risque de chute et par conséquent la perte d'une conduite dans l'océan est fortement diminué, voire quasi-nul, car le déclenchement du système de blocage est réalisé, par gravité, c'est à dire immédiatement lorsque la conduite est en chute libre, c'est-à-dire lorsque sa vitesse de descente est supérieure à une valeur seuil déterminée. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : les moyens de surveillance de la vitesse de descente de la conduite sont constitués par une paire de chenilles présentant des patins en contact avec la première conduite de sorte que le déplacement de la première conduite entraîne en rotation les chenilles, et par un moyen d'arrêt permettant d'empêcher la rotation des chenilles au-delà d'une vitesse de rotation seuil correspondant à la vitesse seuil de déplacement de la première conduite, de sorte que le déplacement de la conduite au-delà de la vitesse seuil entraîne le blocage des chenilles sur la conduite ; les moyens de blocage sont constitués par deux parties coniques coopérant entre elles, la première partie étant disposée autour de la conduite et étant montée coulissante dans la deuxième partie fixée au support flottant, de sorte que le déplacement de la première partie dans la deuxième partie entraîne le serrage de la première partie autour de la conduite et par conséquent son blocage dans la deuxième partie ; la première partie du moyen de blocage est montée solidaire en translation avec les chenilles ; la première partie conique est mobile entre une position initiale dans laquelle elle libère la conduite et une position de serrage dans laquelle elle enserre la conduite, la première partie étant ramenée en position initiale par l'intermédiaire d'un ressort de compression ; Le dispositif d'assemblage comporte en outre un dispositif de sécurité supplémentaire constitué d'une dalle de blocage disposée en dessous de la deuxième partie et fixée au support flottant La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit réalisée sur la base des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente une vue d'ensemble schématique d'un dispositif d'assemblage vertical comportant une préhenseur selon l'invention, les figures 2 et 3 illustrent une vue de détail en coupe du préhenseur selon l'invention respectivement en position initiale et en position de blocage, - la figure 4 illustre une vue d'un dispositif d'assemblage horizontal. It is also known from WO 01/35011 a system for retaining a pipe, the system comprising a plurality of clamps actuated by jacks to block or release the pipe. Existing devices offer solutions to maintain the first conduct, but do not offer a solution to block, emergency, the latter in case of a fall. The present invention aims to remedy this problem and to prevent the fall and consequently the loss of a pipe in the ocean, for this purpose the safety gripper as described above is characterized in that it further comprises a device retaining device which comprises means for monitoring the speed of descent of the first pipe, and locking means adapted to prevent downward movement of the first pipe, the locking means being triggered when the speed of movement of the first pipe exceeds a certain threshold value, so as to prevent the fall of the pipe. Thanks to these provisions the risk of falling and therefore the loss of a pipe in the ocean is greatly reduced, or almost zero, because the triggering of the locking system is achieved by gravity, ie immediately when the pipe is in free fall, that is to say when its lowering speed is greater than a determined threshold value. According to other features of the invention: the means for monitoring the speed of descent of the pipe are constituted by a pair of tracks having pads in contact with the first pipe so that the displacement of the first pipe rotates the tracks, and stop means for preventing the rotation of the tracks beyond a threshold rotation speed corresponding to the threshold speed of movement of the first pipe, so that the displacement of the pipe to- Beyond the threshold speed causes the tracks to block on the pipe; the locking means are constituted by two conical parts cooperating with each other, the first part being arranged around the pipe and being slidably mounted in the second part fixed to the floating support, so that the displacement of the first part in the second part causes tightening the first part around the pipe and consequently blocking it in the second part; the first part of the locking means is mounted integral in translation with the caterpillars; the first conical portion is movable between an initial position in which it releases the pipe and a clamping position in which it encloses the pipe, the first portion being returned to the initial position by means of a compression spring; The assembly device also comprises an additional safety device consisting of a blocking slab disposed below the second part and fixed to the floating support. The present invention will be better understood on reading the following detailed description of the invention. basis of the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows a schematic overview of a vertical assembly device comprising a gripper according to the invention, Figures 2 and 3 illustrate a detailed sectional view of the gripper according to the l invention respectively in the initial position and in the locked position, - Figure 4 illustrates a view of a horizontal assembly device.

Dans la description qui suit, les termes, haut, bas, vertical et horizontal seront utilisés dans leur sens habituel. Le dispositif d'assemblage 1 selon l'invention est utilisé pour la pose des conduites sous-marines dans l'océan à partir d'un support flottant 2 tel qu'un navire ou une plateforme. Il est connu de réaliser une pose dite en J ou en S à partir d'un support flottant, dans laquelle un ensemble de conduites sous-marines en suspension adopte une configuration courbée, sensiblement en forme de J ou de S, entre son point d'accrochage à proximité du support flottant et son point de contact avec le fond de l'océan. Les conduites sont raccordées entre elles par soudage bout à bout. In the description that follows, the terms, up, down, vertical and horizontal will be used in their usual sense. The assembly device 1 according to the invention is used for laying subsea pipes in the ocean from a floating support 2 such as a ship or a platform. It is known to perform a so-called J or S laying from a floating support, in which a set of subsea underwater lines adopts a curved configuration, substantially J-shaped or S-shaped, between its point of contact. hanging near the floating support and its point of contact with the ocean floor. The pipes are connected to each other by butt welding.

Une première conduite 10 partiellement immergée présente une extrémité inférieure fixée à l'ensemble de conduites, et une extrémité supérieure 10a, au-dessus de l'océan, sur laquelle va être fixée une deuxième conduite 12. La première conduite 10 est maintenue par un dispositif de maintien 14 adapté à la maintenir en suspension dans une position sensiblement verticale telle qu'illustrée à la figure 1, avec l'extrémité supérieure 10a partiellement immergée de sorte que la deuxième conduite 12 puisse être amenée au-dessus de l'extrémité supérieure 10a de la première conduite 10. Il existe différents type de dispositifs de maintien 14 connus de l'homme du métier, tels qu'un étau circulaire, qui peuvent être utilisés dans le cadre de la présente invention. Selon une variante de réalisation, l'invention pourrait s'appliquer à un dispositif de maintien, adapté à maintenir une conduite en suspension, dans une position sensiblement horizontale, telle qu'illustrée à la figure 4. Dans cette disposition la première conduite peut être entraînée par le poids de la ligne et chuter dans l'eau. La deuxième conduite 12 est amenée au-dessus de la première conduite 10 par l'intermédiaire d'un dispositif d'amenée 16 adapté à déplacer la deuxième conduite 12 depuis sa position de rangement horizontale vers la position de soudage verticale. La deuxième conduite 12 est maintenue en suspension au-dessus de la première conduite 10 par un dispositif de retenue 18 comprenant des treuils et des moyens de serrage connus de l'homme du métier et qui se déplace en translation pour déplacer l'ensemble des conduites. Lorsque l'extrémité inférieure 12a de la deuxième conduite 12 est disposée en face de l'extrémité supérieure 10a de la première conduite 10, l'opération de soudage peut être réalisée. L'invention offre l'avantage d'assurer un blocage immédiat des conduites en cas de chute. A cet effet l'invention porte plus particulièrement sur un préhenseur qui comprend des moyens de surveillance de la vitesse de descente de la première conduite, et des moyens de blocage 22 adaptés à empêcher le déplacement en descente de la première conduite 10, les moyens de blocage 22 étant déclenchés lorsque la vitesse de déplacement de la première conduite dépasse une valeur seuil déterminée de sorte à empêcher la chute de la conduite 10. Les moyens de surveillance 20 de la vitesse de déplacement d'une conduite sont réalisés par une paire de chenilles 24a, 24b disposée chacune de part et d'autre de la conduite 10. Chaque chenille 24a, 24b comporte des patins 26 en contact avec la conduite 10 de sorte que le déplacement de la première conduite 10 entraîne en rotation les chenilles 24a, 24b. Les chenilles sont montées dans un boîtier 27. Chaque chenille 24a, 24b est reliée par un système de vérin 29a et de bielles 29b, permettant d'incliner les chenilles et de les garder en appui sur la conduite le long des irrégularités de la conduite 10. Ces irrégularités sont formées par exemple, par une bague formant anode sur la conduite. Chaque chenille 24a, 24b est reliée à un moyen d'arrêt, tel qu'un système hydraulique 31 comprenant une pompe hydraulique 28 dont la puissance du moteur est directement liée à la vitesse de rotation des chenilles. Chaque axe des chenilles entraîne la pompe hydraulique 28. Un multiplicateur de vitesse peut être prévu entre l'axe et la pompe, de sorte à correspondre à la plage de vitesse d'une pompe classique. A first partially submerged pipe 10 has a lower end fixed to the pipe assembly, and an upper end 10a, above the ocean, on which a second pipe 12 will be attached. The first pipe 10 is held by a holding device 14 adapted to maintain it in suspension in a substantially vertical position as illustrated in Figure 1, with the upper end 10a partially submerged so that the second pipe 12 can be brought above the upper end 10a of the first conduit 10. There are different types of holding devices 14 known to those skilled in the art, such as a circular vise, which can be used in the context of the present invention. According to an alternative embodiment, the invention could be applied to a holding device, adapted to maintain a suspended line, in a substantially horizontal position, as illustrated in FIG. 4. In this arrangement, the first pipe may be driven by the weight of the line and fall into the water. The second pipe 12 is brought above the first pipe 10 via a feed device 16 adapted to move the second pipe 12 from its horizontal storage position to the vertical welding position. The second pipe 12 is held in suspension above the first pipe 10 by a retaining device 18 comprising winches and clamping means known to those skilled in the art and which moves in translation to move all the pipes. . When the lower end 12a of the second pipe 12 is disposed opposite the upper end 10a of the first pipe 10, the welding operation can be carried out. The invention offers the advantage of ensuring an immediate blocking of the pipes in case of a fall. For this purpose the invention relates more particularly to a gripper which comprises means for monitoring the speed of descent of the first pipe, and locking means 22 adapted to prevent downward movement of the first pipe 10, the means of blocking 22 being triggered when the speed of movement of the first pipe exceeds a threshold value determined so as to prevent the fall of the pipe 10. The monitoring means 20 of the speed of movement of a pipe are made by a pair of tracks 24a, 24b each disposed on either side of the pipe 10. Each track 24a, 24b has pads 26 in contact with the pipe 10 so that the displacement of the first pipe 10 rotates the tracks 24a, 24b. The tracks are mounted in a housing 27. Each track 24a, 24b is connected by a cylinder system 29a and connecting rods 29b, for tilting the tracks and keeping them resting on the pipe along the irregularities of the pipe 10 These irregularities are formed for example by an anode ring on the pipe. Each track 24a, 24b is connected to a stop means, such as a hydraulic system 31 comprising a hydraulic pump 28 whose engine power is directly related to the speed of rotation of the tracks. Each axis of the tracks drives the hydraulic pump 28. A speed multiplier can be provided between the axis and the pump, so as to correspond to the speed range of a conventional pump.

Lorsque la vitesse de descente de la première conduite 10 augmente, par exemple, lorsque la première conduite 10 est en train de chuter, et qu'elle est supérieure à une valeur seuil déterminée, le débit de la pompe augmente, et un clapet parachute 29 se ferme, pour un débit supérieur à un débit seuil ce qui freine la pompe 28 et de ce fait les chenilles 24a, 24b sont bloquées en rotation. Grâce à ces dispositions le système utilise l'énergie transmise par la chute de la conduite et ne nécessite pas d'énergie extérieure. Les chenilles 24a, 24b sont bloquées en rotation et maintenues par serrage contre la première conduite 10, de sorte que le déplacement en descente de la première conduite 10 entraine le déplacement simultané des chenilles 24a, 24b. Les moyens de blocage 22 sont constitués par deux parties 30, 32 présentant une forme conique. La première partie 30 est montée mobile par rapport à la deuxième partie 32, qui est montée fixe par rapport au support flottant 2. Les deux parties 30, 32 présentent une forme conique et coopèrent entre elles, de sorte que la première partie 30 puisse coulisser selon la direction verticale dans la seconde partie 32 entre une position initiale et une position de blocage. La première partie 30 est constituée d'un ensemble de pièces, tels que des inserts, disposées autour de la conduite et calibrés pour celles-ci, de sorte à former une couronne de centre confondu avec celui de la conduite. En position initiale, les inserts de la première partie 30 sont éloignés de la première conduite 10, cette dernière pouvant coulisser librement au travers du moyen de blocage 22. En position de blocage, les inserts sont amenés en contact avec la paroi de la conduite 10, jusqu'à ce qu'elles enserrent la conduite 10 et empêchant ainsi son déplacement. Selon une variante de réalisation, les inserts créent une légère empreinte sur la conduite de manière à assurer le blocage de cette dernière, notamment pour des conduites à paroi fine de grande longueur présentant un poids relativement élevé du à la longueur. La première partie 30 du dispositif de blocage 22 est montée solidaire en translation avec le boîtier 27 des chenilles 24a, 24b, de sorte que le déplacement des chenilles 24a, 24b, et donc du boîtier 27, vers le bas entraîne le déplacement de la première partie 30 du dispositif de blocage 22 dans le même sens. A cet effet la première partie 30 du dispositif de blocage 22 est reliée au boîtier 27 par l'intermédiaire du bras de liaison 34. Le moyen de blocage 22 comporte en outre des ressorts de compression 36 adaptés à ramener la première partie 30 du moyen de blocage 22 en position initiale et permettant ainsi de libérer la conduite 10. Selon une variante de l'invention, les moyens de blocage comportent des vérins adaptés à déplacer les premières parties 30 en position initiale ou en position de blocage. Le dispositif d'assemblage 1 comporte en outre un dispositif de sécurité 38 supplémentaire constitué d'une dalle de blocage disposée en dessous de la deuxième partie 32 de sorte à assurer que le moyen de blocage 22 ne puisse descendre au-dessous du dispositif de sécurité 38. Le dispositif de sécurité est fixé au support flottant 1. Selon une variante de réalisation la dalle peut comporter des amortisseurs permettant d'amortir le déplacement des moyens de blocage. La présente invention offre l'avantage de sécuriser une conduite lors de sa pose de manière simple et fiable. Selon un mode de réalisation, les moyens de maintien de la conduite du dispositif d'assemblage sont formés par la première partie 30, formant une 30 couronne, des moyens de blocage. Selon un autre mode de réalisation, le blocage en rotation des chenilles est réalisé par l'intermédiaire d'un frein à force centrifuge. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Le préhenseur peut s'appliquer à tout type d'éléments à assembler, tels que des câbles. When the lowering speed of the first pipe 10 increases, for example, when the first pipe 10 is falling, and it is greater than a determined threshold value, the flow rate of the pump increases, and a parachute valve 29 closes, for a flow rate greater than a threshold flow which brakes the pump 28 and thus the tracks 24a, 24b are locked in rotation. Thanks to these provisions the system uses the energy transmitted by the fall of the pipe and does not require external energy. The tracks 24a, 24b are locked in rotation and clamped against the first pipe 10, so that the downward movement of the first pipe 10 causes the simultaneous displacement of the tracks 24a, 24b. The locking means 22 are constituted by two parts 30, 32 having a conical shape. The first part 30 is mounted movably relative to the second part 32, which is fixedly mounted relative to the floating support 2. The two parts 30, 32 have a conical shape and cooperate with each other, so that the first part 30 can slide in the vertical direction in the second part 32 between an initial position and a locking position. The first part 30 consists of a set of parts, such as inserts, arranged around the pipe and calibrated for them, so as to form a center ring coincides with that of the pipe. In the initial position, the inserts of the first part 30 are remote from the first pipe 10, the latter being able to slide freely through the blocking means 22. In the blocking position, the inserts are brought into contact with the wall of the pipe 10 , until they enclose the pipe 10 and thus preventing its movement. According to an alternative embodiment, the inserts create a slight imprint on the pipe so as to ensure the locking thereof, especially for long-walled pipes of great length having a relatively high weight due to the length. The first part 30 of the locking device 22 is mounted integral in translation with the housing 27 of the tracks 24a, 24b, so that the displacement of the tracks 24a, 24b, and therefore of the housing 27, downwards causes the displacement of the first part 30 of the blocking device 22 in the same direction. For this purpose the first part 30 of the locking device 22 is connected to the housing 27 via the link arm 34. The locking means 22 further comprises compression springs 36 adapted to return the first portion 30 of the means of blocking 22 in the initial position and thus making it possible to release the pipe 10. According to a variant of the invention, the blocking means comprise jacks adapted to move the first parts 30 in the initial position or in the locked position. The assembly device 1 further comprises an additional safety device 38 consisting of a blocking slab disposed below the second part 32 so as to ensure that the blocking means 22 can not fall below the safety device. 38. The safety device is fixed to the floating support 1. According to an alternative embodiment the slab may comprise dampers for damping the movement of the locking means. The present invention offers the advantage of securing a pipe during its installation in a simple and reliable manner. According to one embodiment, the means for holding the pipe of the assembly device are formed by the first part 30, forming a crown, locking means. According to another embodiment, the rotational locking of the tracks is achieved by means of a centrifugal force brake. The present invention is in no way limited to the described and illustrated embodiments which have been given by way of example only. The gripper can be applied to any type of elements to be assembled, such as cables.

Claims

Revendications1. An underwater pipe rescue hedger suspended by a floating support (2), such as a ship or a platform, the floating support (2) comprising: - a holding device (14) adapted to keep in suspension in a position substantially vertical or horizontal, a first underwater conduit (10) partially submerged, - a feed device (16) for a second conduit (12) above the first conduit (10), and retaining means (18) for holding the second pipe (12) close to the first pipe (10) in order to weld the two pipes (10, 12), characterized in that the gripper comprises: - monitoring means (20) the descent speed of the first pipe (10), and locking means (22) adapted to prevent downward movement of the first pipe (10), the locking means (22) being triggered when the moving speed of the first pipe (10) exceeds one threshold value determined so as to prevent the fall of the first pipe (10).

2. Gripper according to the preceding claim, wherein the monitoring means (20) of the speed of descent of the pipe (10) consist of a pair of tracks (24a, 24b) having pads (26) in contact with the first conduit (10) such that movement of the first conduit (10) rotates the tracks (24a, 24b), and stop means (28) to prevent rotation of the tracks (24a, 24b ) beyond a threshold rotation speed corresponding to the threshold speed of movement of the first pipe (10), so that the displacement of the pipe (10) beyond the threshold speed causes the tracks ( 24a, 24b) on the pipe (10).

3. Gripper according to the preceding claim, wherein the locking means (22) are constituted by two conical parts (30, 32) cooperating with each other, the first portion (30) being arranged around the pipe (10) and being mounted sliding in the second part (32) fixed to the floating support (2), so that the displacement of the first part (30) in the second part (32) causes the first part (30) to be clamped around the pipe ( 10) and consequently the locking of the pipe in the locking means (22).

4. Gripper according to the preceding claim, wherein the first portion (30) of the locking means (22) is mounted integral in translation with the tracks (24a, 24b).

5. Gripper according to claim 3, wherein the first conical portion (30) is movable between an initial position in which it releases the pipe (10) and a clamping position in which it encloses the pipe (10), the first part being returned to the initial position by means of a compression spring (36).

6. Gripper according to one of the preceding claims, further comprising an additional safety device (38) consisting of a blocking slab disposed below the second portion (32) and fixed to the floating support (1).

7. Device for assembling at least two subsea pipes from a floating support (2), the floating support comprising: - a holding device (14) adapted to keep in suspension in a substantially vertical or horizontal position, a first submerged underwater pipe (10), - a delivery device (16) for a second pipe (12) above the first pipe (10), and retaining means (18) for holding the second pipe (12) near the first pipe (10) for welding the two pipes (10, 12), characterized in that the device further comprises an emergency gripper according to claim 1.