ISO 13628-8:2002
(Main)Petroleum and natural gas industries — Design and operation of subsea production systems — Part 8: Remotely Operated Vehicle (ROV) interfaces on subsea production systems
Petroleum and natural gas industries — Design and operation of subsea production systems — Part 8: Remotely Operated Vehicle (ROV) interfaces on subsea production systems
ISO 13628:2002 gives functional requirements and guidelines for ROV interfaces on subsea production systems for the petroleum and natural gas industries. It is applicable to both the selection and use of ROV interfaces on subsea production equipment, and provides guidance on design as well as the operational requirements for maximising the potential of standard equipment and design principles. The auditable information for subsea systems it offers will allow interfacing and actuation by ROV-operated systems, while the issues it identifies are those that have to be considered when designing interfaces on subsea production systems. The framework and detailed specifications set out will enable the user to select the correct interface for a specific application.
Industries du pétrole et du gaz naturel — Conception et exploitation des systèmes de production immergés — Partie 8: Véhicules commandés à distance pour l'interface avec les matériels immergés
L'ISO 13628-8:2002 fournit les exigences fonctionnelles et les recommandations applicables aux interfaces des véhicules commandés à distance avec les systèmes de production immergés dans les industries du pétrole et du gaz naturel. Elle s'applique à la sélection et à l'utilisation des interfaces des véhicules commandés à distance avec le matériel de production immergé et elle fournit des lignes directrices sur la conception ainsi que sur les exigences opérationnelles permettant d'accroître le plus possible le potentiel des équipements normalisés et des principes de conception. Les informations auditables relatives aux systèmes immergés, contenues dans l'ISO 13628-8:2002, permettront l'interface et la mise en œuvre par des systèmes utilisant des véhicules commandés à distance. Les problèmes identifiés, quant à eux, devront être pris en compte lors de la conception des interfaces avec les systèmes de production immergés. Le cadre et les spécifications détaillées établis permettront à l'utilisateur de choisir l'interface adaptée à une application spécifique.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13628-8
First edition
2002-12-15
Petroleum and natural gas industries —
Design and operation of subsea
production systems —
Part 8:
Remotely Operated Vehicle (ROV)
interfaces on subsea production systems
Industries du pétrole et du gaz naturel — Conception et exploitation
des systèmes de production immergés —
Partie 8: Véhicules commandés à distance pour l'interface avec
les matériels immergés
Reference number
©
ISO 2002
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Contents Page
Foreword. v
Introduction . vi
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and abbreviated terms . 1
3.1 Terms and definitions. 1
3.2 Abbreviated terms. 2
4 Intervention philosophy and functional requirements. 2
4.1 General. 2
4.2 Intervention by ROV. 3
4.3 ROV intervention task configurations . 4
4.4 Subsea facilities system design. 10
5 Design performance . 13
5.1 General. 13
5.2 Materials. 13
5.3 Load capability. 13
5.4 Operating force or torque. 13
5.5 Lifting devices . 13
5.6 Quality control. 13
5.7 Temperature ratings . 14
5.8 Colours and marking . 14
6 Design considerations. 14
6.1 General. 14
6.2 Conceptual design. 14
6.3 Detailed design. 16
6.4 Desired design features . 18
6.5 Undesirable design features. 20
7 ROV interfaces and subsea systems . 21
8 Operational considerations . 24
9 Indicator systems. 24
10 Material selection. 25
10.1 General. 25
10.2 Selection criteria . 25
11 Documentation . 25
11.1 General. 25
11.2 Equipment design. 26
11.3 Testing. 26
11.4 Information feedback. 26
12 ROV interfaces . 26
12.1 General. 26
12.2 Stabilization . 26
12.3 Handles for use with manipulators . 32
12.4 Handles for use with TDUs. 34
12.5 Rotary (low torque) interface . 35
12.6 Rotary (high-torque) interface . 37
12.7 Linear (push) interface — Types A and C.38
12.8 Linear (push) interface type B.41
12.9 Rotary docking .42
12.10 Hot stab hydraulic connection type A — 69,0 MPa (10 000 psi) working pressure.45
12.11 Hot stab hydraulic connection type B.46
12.12 Rotary fluid coupling.49
12.13 CCO interface.51
12.14 Lifting mandrels.56
12.15 Electrical and hydraulic jumper handling.57
Annex A (informative) Summary of work class ROV specifications .63
Annex B (informative) Access .64
Annex C (informative) Manipulator operating envelopes .65
Annex D (informative) Alternative designs for end-effectors.66
Annex E (informative) Flowline tie-in systems .68
Bibliography.69
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 13628-8 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore structures
for petroleum, petrochemical and natural gas industries, Subcommittee SC 4, Drilling and production
equipment.
ISO 13628 consists of the following parts, under the general title Petroleum and natural gas industries —
Design and operation of subsea production systems:
Part 1: General requirements and recommendations
Part 2: Flexible pipe systems for subsea and marine applications
Part 3: Through flowline (TFL) systems
Part 4: Subsea wellhead and tree equipment
Part 5: Subsea umbilicals
Part 6: Subsea production control systems
Part 7: Completion/workover riser systems
Part 8: Remotely Operated Vehicle (ROV) interfaces on subsea production systems
Part 9: Remotely Operated Tool (ROT) intervention systems
Introduction
1) [1]
This part of ISO 13628 is a revision, major amendment and expansion of Annex C of API 17D .
The recommended practices for the selection and use of ROV interfaces have generally selected one
interface for a specific application. The inclusion of a particular approach or recommendation does not imply
that it is the only approach or the only interface to be used for that application.
In determining the suitability of standardization of ROV intervention interfaces for installation, maintenance or
inspection tasks on subsea equipment, it is necessary to adopt a general philosophy regarding subsea
intervention. This intervention philosophy is more fully described within this part of ISO 13628, as are the
associated evaluation criteria used in selecting the interfaces incorporated into these recommendations.
This part of ISO 13628 is not intended to obviate the need for sound engineering judgement as to when and
where its provisions are to be utilized, and users need to be aware that additional or differing details may be
required to meet a particular service or local legislation.
With this part of ISO 13628, it is not wished to deter the development of new technology. The intention is to
facilitate and complement the decision processes, and the responsible engineer is encouraged to review
standard interfaces and re-use intervention tooling in the interests of minimizing life-cycle costs and increasing
the use of proven interfaces.
This part of ISO 13628 does not cover intervention by remote operated tools (ROTs), which are dedicated
tools deployed on drill pipe or guidelines. Instead, it focuses upon defining the requirements of ROV interfaces
with subsea production systems, with further reference to ROT interfaces only being made where deemed
appropriate. The interfaces on the subsea production system can apply equally to ROTs and ROVs.
1) American Petroleum Institute, 1220 L Street NW, Washington D.C. 20005, USA.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 13628-8:2002(E)
Petroleum and natural gas industries — Design and operation
of subsea production systems —
Part 8:
Remotely Operated Vehicle (ROV) interfaces on subsea
production systems
1 Scope
This part of ISO 13628 gives functional requirements and guidelines for ROV interfaces on subsea production
systems for the petroleum and natural gas industries. It is applicable to both the selection and use of ROV
interfaces on subsea production equipment, and provides guidance on design as well as the operational
requirements for maximising the potential of standard equipment and design principles. The auditable
information for subsea systems it offers will allow interfacing and actuation by ROV-operated systems, while
the issues it identifies are those that have to be considered when designing interfaces on subsea production
systems. The framework and detailed specifications set out will enable the user to select the correct interface
for a specific application.
2 Normative references
The following referenced document is indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 10423, Petroleum and natural gas industries — Drilling and production equipment — Wellhead and
christmas tree equipment
3 Terms, definitions and abbreviated terms
For the purposes of this document, the following terms, definitions and abbreviated terms apply.
3.1 Terms and definitions
3.1.1
functional requirement
minimum criterion which shall be satisfied in order to meet a stated objective or objectives
NOTE Functional requirements are performance oriented and are applicable to a wide range of development
concepts.
3.1.2
guideline
recommendation of recognized practice to be considered in conjunction with applicable statutory
requirements, industry standards, standard practices and philosophies
3.1.3
manufacturer
company responsible for the manufacture of the interface
3.1.4
operator
company which physically operates the ROV (delivery system)
3.1.5
remotely operated tool
ROT
dedicated tool that is normally deployed on lift wires or drill string
NOTE Lateral guidance can be by guide wires, dedicated thrusters or ROV assistance.
3.1.6
remotely operated vehicle
ROV
free-swimming submersible craft used to perform tasks such as valve operations, hydraulic functions and
other general tasks
NOTE ROVs can also carry tooling packages for undertaking specific tasks such as pull-in and connection of flexible
flowlines and umbilicals, and component replacement.
3.2 Abbreviated terms
CCO Component change-out
FAT Factory acceptance test
FMECA Failure mode effect and criticality analysis
HIPPS High integrity pipeline protection system
MQC Multi quick connect
MTBF Mean time between failures
ROV Remotely operated vehicle
ROT Remotely operated tool
SCM Satellite control module
TDU Tool deployment unit
4 Intervention philosophy and functional requirements
4.1 General
When designing interfaces for use on subsea production systems an intervention philosophy needs to be
established. The intervention philosophy should address the activities to be carried out, the method of
intervention for each task, the type of tool, the method of stabilization of the ROV by docking or positioning for
the effective performance of its intervention tasks, and access requirements. The intervention philosophy
should take into account the various intervention tasks, rationalizing them so that a consistent method is
adopted, as a number of tasks may be performed consecutively.
2 © ISO 2002 — All rights reserved
Once the tasks to be carried out have been identified the ROV intervention method should be established.
Figures 1 to 34 show a variety of ROV systems and interfaces.
4.2 Intervention by ROV
ROVs are free-swimming submersible craft that can be used to perform tasks such as valve operations,
hydraulic functions, and other general tasks. ROVs can also carry tooling packages in order to undertake
specific tasks such as tie-in and connection functions for flowlines, umbilicals and rigid pipeline spools, and
component replacement. ROVs are essentially configured for carrying out intervention tasks in five ways:
with manipulators for direct operation of the interface;
with a manipulator-held tool;
with TDUs;
dual down line method (with ROTs);
with tool skids or frames.
Interface tooling, so far as possible, should be designed to operate with a range of ROVs and not be limited in
application to one design only, thus allowing the use of ROVs and intervention vessels of opportunity. Figure 1
shows typical ROVs.
a) ROV with manipulators b) Twin-point docking tool delivery system
c) Underslung tool skid d) Single-point docking tool delivery system
Figure 1 — Typical work class ROV operationally configured
Figure 2 shows ROV and interfaces on a typical tree.
Figure 2 — Interfaces on typical tree
4.3 ROV intervention task configurations
4.3.1 ROV intervention with manipulators
A manipulator is a mechanical arm complete with joints allowing degrees of freedom (see Figure 1). The arm
or arms are connected to the ROV vehicle frame. The more joints that the arm has, the more degrees of
freedom and consequently the more versatile the arm.
At the end of the arm there is a gripper, usually consisting of two or three fingers that allow handles, objects
and structural members to be grasped for the purpose of carrying out an activity or to stabilize the ROV.
Where a ROV is engaged in performing tasks, it can have two manipulator arms, one used for stabilising the
ROV itself and the second for carrying out the function or task.
Manipulator systems operated by ROV vary considerably in their functionality and controllability. For tasks to
be performed on a subsea production system using ROV manipulators or manipulator-held tooling, the
following number of issues require special consideration:
location of the interface such that it is within the manipulator capability in terms of reach, i.e. the working
envelope (see Annex C for details of typical manipulator envelopes);
pliancy between the tool body and the handle by which the manipulator holds the tool, to provide dexterity
during insertion or pull-out of the tool, such that the manipulator’s wrist angle does not have to move
precisely in tandem with the insertion or pull movement of the rest of the arm (see Figure 19 for an
example of design pliancy in the wire rope extension between a hot stab body and the manipulator
handle);
4 © ISO 2002 — All rights reserved
weight of any removable components such that they are within the manipulator capability in terms of the
arm's lift and handling capacity;
precision, accuracy and repeatability in determining the difficulty of the task;
sufficient access and space to allow tools to be inserted into the interface and allowable clearance away
from adjacent operations such as hot stabs, etc.;
ability of the subsea equipment and component to resist the loads and torque reactions applied by the
manipulator, tool and/or ROV;
protection for equipment against impact from the ROV.
Consideration of environmental conditions, which may affect successful intervention and the completion of
specific tasks identified above, will lead to the selection of one of the following stabilization methods:
a flat horizontal platform area for the ROV to park, thrusting against the platform, adjacent to the
interface, allowing vertical or horizontal access;
a horizontal or vertical bar, to allow the ROV grabber (limited degree of freedom manipulator arm) to take
hold (see Figure 6);
ROV docking/receiver points (see Figures 7, 15, 16, 18 and 22);
relatively flat, smooth surfaces for attaching suction cups.
Docking and interface points should be a minimum of 1,5 m (4,92 ft) above the clear local seabed level for
unhindered operations.
ROV platforms should be avoided where they need to be removed, opened or closed in order that other
intervention tasks can be performed.
The designer should take into account the various intervention tasks and rationalize these to adopt a
consistent means of ROV docking on the subsea facility, as the ROV could be required to perform a number
of tasks during the same dive.
In certain geographic locations, care needs to be taken in establishing the seabed level owing to soft mud and
the effect of ROV thruster wash on the seabed.
See Figure 8 for specific details related to local tool loads.
4.3.2 ROV intervention with a tool deployment unit (TDU)
4.3.2.1 General
A TDU is a specifically designed work package that is attached to the front or rear of the ROV frame to
accurately orient and position the tool by use of a Cartesian carriage arrangement (see Figure 3). The number
of degrees of freedom are one, two or three axis, depending upon the complexity of the task and the position
of the TDU's docking position relative to the tooling interface. The TDU can replace or be complementary to
the manipulator arm or arms.
4.3.2.2 Twin-point docking system
The TDU is used in combination with two docking probes that latch onto and attach the Cartesian carriage and
ROV to the subsea production equipment. The twin docked carriage system can access one or more
intervention interfaces from the same docked position and is particularly suitable when grouping interface
missions into panels. Figure 3 shows a typical twin-point TDU.
4.3.2.3 Single-point docking system
The single-point system is similar to the twin-point docking system, but with some operating differences. The
single-point TDU is also a ROV-mounted work package, providing a similar means to accurately orient and
position interface tooling, in a y-z Cartesian configuration. The single-point docking system docks and attaches
much in the same way as two docking probes but has more flexibility to move freely around the subsea
equipment. It is recommended for interfaces which are situated singly (or in isolated pairs) or where there is a
limited amount of adjacent structure. Figure 4 shows a typical single-point TDU.
Figure 3 — Twin-point docking TDU
Figure 4 — Single-point docking TDU
4.3.2.4 General considerations for docking and TDU operation
In general, a single-point TDU has a maximum of two intervention interfaces that can be addressed from the
single docking point. Ideally, the interface or interfaces are vertically aligned directly above the docking point
(see Figure 10).
6 © ISO 2002 — All rights reserved
Interfaces for use with a twin-point docking TDU have to be located in an envelope governed by operational
limits of the Cartesian carriage system and its relationship to the tooling interface points (see Figure 9).
Other considerations include the following:
a single-point TDU generally requires lighter interface tool loading conditions than a twin-point TDU;
a single-point TDU can impose more dynamic and static loading from the ROV into the docking structure
on the subsea equipment and interface tooling than a twin-point TDU;
a twin-point TDU requires more access space to accommodate the Cartesian carriage from several
aspects — the ROV vehicle frame, the ROV deployment system (winch and surface handling equipment),
its tether maintenance system (or garage), and the subsea equipment — especially where the interfaces
are not externally located;
the TDU frame needs to be designed for resisting loads and reaction torque generated by the
environment, the ROV, the TDU docking probes and the interface tooling;
a twin-point TDU is normally mounted on the upper half of the ROV, which dictates the elevation of the
tooling interface points on the Cartesian carriage below (interface points should be a minimum of 1,5 m
(4,92 ft) above the clear seabed level for unhindered operation);
a single-point TDU is normally mounted near the base of the ROV, which dictates the elevation of tooling
interface points above (the docking point should be a minimum of 1,5 m (4,92 ft) above the clear local
seabed for unhindered operation).
In certain geographic locations, care needs to be taken in establishing the seabed level owing to soft mud and
the effect of ROV thruster wash on the seabed.
Specific details related to local tool reaction loads are shown in Figure 8.
4.3.3 Dual downline intervention
4.3.3.1 General
The replacement of subsea components, such as control pods and chokes can be carried out by the use of a
lifting and handling frame, more commonly called a CCO tool (see Figure 23). Generally, a CCO tool is used
for component installation or recovery tasks that require surface lift capacity beyond that of a free-swimming
ROV. The CCO tool is deployed from an intervention vessel via a lift line or drill pipe, the first down line, which
is designed to support the weight and dynamic loads of the CCO tool and the component being replaced. The
second down line is the ROV's umbilical/tether maintenance system. It is recommended that these two down
lines be deployed from separate areas of the intervention vessel to avoid entanglement.
4.3.3.2 General considerations for dual downline operation
Lateral and rotational guidance of the CCO tool may be by guidelines/guideposts (at least two), a
guidelineless re-entry funnel, thruster assistance or the ROV nudging the tool into place. If guidelines are
used, additional care should be taken to ensure that these lines are heave-compensated and to avoid
entanglement with the lift line or ROV umbilical. For guidelineless re-entry, the funnel should have a built-in
helix that interfaces with an alignment key on the CCO tool to orient the CCO tool as it is landed in the re-entry
funnel.
Other considerations include the following:
the lift line or drill pipe should be heave-compensated, especially from small heave-prone intervention
vessels, so that the CCO is not raised or lowered too quickly during a heave cycle (means to accomplish
heave compensation include an active heave-compensated crane or configuration of the lift wire in a lazy
S, located mid depth, using buoyancy cells to isolate heave motions from CCO tool movement below);
dynamic motions and loads caused by stretch and a snap in the line caused by intervention vessel heave
versus added mass sluggish movement of the CCO tool (and replacement component) need to be
quantified and necessary strength built into the lift line and CCO tool;
the CCO tool should have either a soft landing damper or a hard stand-off feature so that final landing
and alignment with sensitive interfaces, such as hydraulic or electric couplers, is done in a controlled and
low-impact manner, independent of intervention vessel heave or initial landing of the CCO tool on the
subsea equipment;
the helix for guidelineless re-entry typically accommodates ± 180° of orientation allowance in order to spin
the CCO tool into proper orientation (the ROV can help reduce the orientation angle by pre-orienting the
CCO tool in a rough orientation, for example, ± 45°, as the CCO tool is nudged over the re-entry funnel,
thereby reducing the size and complexity of the re-entry funnel);
guidepost and CCO tool frame funnels should be examined with respect to funnel post clearance and the
angular tilt that could occur from that clearance (tilt angle of a CCO tool and the replacement component
could swing into adjacent equipment if access clearance is too close);
CCO tool access is typically vertical from above, but horizontal access is also acceptable (vertical access
guidance framework needs to be open bottomed to allow settling debris to pass through);
CCO tool landing points on the subsea equipment should be a minimum of 1,5 m (4,92 ft) above the clear
local seabed for unhindered operation.
In certain geographic locations, care needs to be taken in establishing the seabed level owing to soft mud and
the effect of ROV thrusters wash on the seabed.
An example of a guideline-deployed CCO tool interface is shown in Figures 24 to 28.
4.3.4 Tool skid intervention
4.3.4.1 General
The replacement of subsea components, such as control pods and chokes, can also be carried out by a
ROV-mounted lifting and handling CCO tool. Generally, a tool-skid CCO tool is used for component
installation or recovery tasks that demand isolated and controlled seabed operation without interference from
intervention vessel motions. Often the component requires a lift capacity beyond that of a free-swimming
ROV. Therefore the tool skid provides added buoyancy ballast or trim adjustment, or both, to that already on
the ROV so that detrimental effects from load transfer do not upset the hydrodynamic characteristics of the
ROV.
Another use for tool skid intervention is to provide added power (hydraulic, electric-augmented pressure, flow,
volume capacity, etc.) that is beyond the standard complement on the ROV alone, for various intervention
tasks such as hydraulic hot stab functioning of connectors, pressure testing, pressure wash cleaning, debris
vacuuming, etc.
4.3.4.2 General considerations for tool skid operation
A tool skid is designed to attach to the front, rear or bottom of the ROV frame (see Figure 1). Alternatively, the
tool skid may be attached to the tether maintenance system (garage) or deployed separately and integrated
into the ROV at the seabed. The ROV then manoeuvres the tool skid around in free-swimming mode at the
seabed. The mounting location of the tool skid should not impede the flow or bollard thrust of the ROV
thrusters (horizontal and vertical).
8 © ISO 2002 — All rights reserved
Other considerations include the following:
component replacement using a CCO tool skid requires that the tool skid feature some form of variable
buoyancy system or fixed buoyancy and weight exchange system to maintain proper trim when the CCO
tool skid is empty or holding the subsea component;
a CCO tool skid frame needs to be designed to resist CCO tool pick-up loads, weight transfer loads, ROV
and environmental loads, especially when there is added drag caused by the addition of the tool skid to
the ROV's hydrodynamic profile;
a CCO tool skid should accommodate the ROV vehicle frame, the ROV deployment system (winch and
surface handling equipment), its tether maintenance system (or garage) and access to the component
and access around the subsea equipment;
CCO tool skid access is either vertical from above or horizontal from the side (vertical access guidance
framework needs to be open bottomed to allow settling debris to pass through);
CCO tool skid interface points on the subsea equipment should be a minimum of 1,5 m (4,92 ft) above
the clear local seabed for unhindered operation [higher when the tool skid is bottom-mounted so that the
tool skid is a minimum of 1,5 m (4,92 ft) above the clear local seabed level].
In certain geographic locations, care needs to be taken in establishing the seabed level owing to soft mud and
the effect of ROV thrusters wash on the seabed.
4.3.5 Other component interventions
4.3.5.1 General
In addition to control modules and chokes, other components that may be considered for installation and
replacement using a CCO tool include
insert valves (manifold/pigging),
valve actuator assemblies,
pig launchers,
hydraulic accumulator assemblies,
insert multiphase meters,
insert multiphase pumps,
chemical injection modules/manifolds,
debris covers and pressure caps, and
tree or manifold sensors (pressure, temperature, sand, etc.).
Key considerations in determining suitable components for replacement are
equipment location,
water depth,
frequency of replacement,
component size,
component weight.
4.3.5.2 Flowline and pipeline connection
Flowline, pipeline and jumper connections using ROV-deployed systems are becoming a more frequent
occurrence. As yet, no common interface for flowline connection has been established.
The design of connection systems that can be operated by ROVs for subsea production equipment requires
not only local modifications to the equipment but can impact upon fundamental areas such as field layout of
components. Further reference to basic requirements for connection systems is addressed in Annex E.
4.3.5.3 Control jumper connection
A number of control system umbilical jumper (flying lead) connection systems exist that are deployed by
ROVs. These systems are manipulator deployed, or deployed by a TDU or a CCO tool skid. The support
plates for the electrical or hydraulic connections may vary, depending on the application and the number of
individual couplers inside the interface. As yet, these connections are not regarded as readily developed as
standards. However, the relationships and type of interfaces for deployment and connection of the jumper can
be developed into a form that can be deployed by intervention tools of flowline connection tools, reducing the
need to develop specific tools (see Figure 32 and Figure 33).
4.4 Subsea facilities system design
4.4.1 General
The primary consideration that impacts on the system design is access to the interface for the ROV and
tooling. Depending on the intervention method and interface location, access requirements can vary
significantly and therefore should be addressed early in the design and clearly recorded in the intervention
philosophy. Other, secondary, system design considerations are covered in Clause 6, while the recommended
process is shown in Figure 5.
The interfaces on the subsea production equipment described and set out in this part of ISO 13628 should be
capable of being accessed by a ROV or an ROT in either manipulator or TDU mode. Specific differences to
this general rule have been highlighted within this part of ISO 13628.
4.4.2 General design philosophy
ROV intervention should be accomplished in a reliable manner which minimizes potential damage to the
subsea equipment, the intervention tooling, the ROV, operating personnel and the environment. It requires
that the equipment be designed for effective execution of the intended purpose under the environmental
operating conditions in which it is to work.
4.4.3 Fail free
Interfaces and their associated operating equipment shall be designed such that, in the event of a power
failure to the ROV or intervention equipment, all devices which could attach the ROV to the subsea equipment
are released in a reliable and effective manner, allowing the ROV to be retrieved to the surface.
4.4.4 Minimizing damage potential
The interface should be designed such that the potential for damage is minimized during the positioning,
docking and operation of intervention equipment. The retrievable portion of the intervention interfaces, the part
attached to the ROV, shall be designed to yield before damage occurs to the portion fixed to the subsea
equipment.
10 © ISO 2002 — All rights reserved
4.4.5 Load reaction
The loads imposed on the interface by the intervention equipment shall be considered in the design.
Generally, interfaces where the loads are reacted directly into the structure are preferred to designs where
complex load paths through the equipment/structure are required.
4.4.6 Minimizing interference
Interfaces shall be designed to minimize potential entanglement with umbilicals or equipment lowering lines
and with the intervention equipment.
4.4.7 Positioning control
In performing tasks on subsea equipment a positive means of stabilization shall be provided, obviating the
need for the ROV or intervention tooling thrusters to be used for positioning control while physically in contact
with the equipment. This does not preclude the use of a constant horizontal or vertical thrust to ensure
interfaces remain in contact throughout the intervention operation.
4.4.8 Access requirements
4.4.8.1 General
There are three locations where interfaces can be positioned on subsea production equipment for ROV
intervention tasks:
externally located interfaces;
external boundary penetration;
internally located interfaces.
The required amount of access for manoeuvring the ROV to the interface depends on the location of the
interface. Access required should be based on the height and width of the ROV plus the “elbow space”
requirements of the multifunction manipulators and space for manoeuvres. The height and width of any ROV
tooling packages or payload shall be taken into account in the design process. It is necessary to ensure a
minimum clearance all around the vehicle to allow “flying” room. In areas where significant currents exist more
space should be allowed. Additionally, the type and capabilities of the planned ROVs for intervention should
be considered. Consideration shall be given to ensuring the safe recovery of a vehicle suffering power failure.
4.4.8.2 Externally located interfaces
Mounting the interfaces on the exterior boundary of the subsea production equipment minimizes ROV
operations, access space requirements and the potential for damage to the equipment: it is the preferred
location, and can be achieved by locating the equipment at the external boundary of the equipment or by use
of extension rods to provide operation from the boundary position. However, this is not always achievable,
owing to other requirements imposed by equipment arrangement or protection considerations, and it could be
necessary for the ROV to manoeuvre inside the external face.
4.4.8.3 External boundary penetration
Penetration of the exterior face of the structure with the ROV tooling system to access the interface, while the
ROV itself remains outside of the enclosed space, requires greater consideration of space requirements but
may remove the need for extension rods for interface operation and additional mechanical protection for the
ROV interface. This solution is practical where the penetration depths of the ROV tool are less than 1 m
(3,28 ft). For penetration depths greater than 1 m, access requirements become more complex and may lead
to design implications for the ROV, the associated tooling package or both. The ability to observe operations
with the TV camera shall also be considered in the design.
4.4.8.4 Internally located interfaces
4.4.8.4.1 General
Generally, operating interfaces are located within 0,5 m (1,64 t) of the protection face or external edge of the
equipment. Where the interface is located deeper than 1,0 m (3,28 ft) inside a protection frame, or the external
face of the equipment, access will be required to allow mating and operation of the ROV and tooling. With this
approach the interface is generally located directly on the equipment, reducing the need for valve stem
extensions or other remote mechanisms.
Internal operations are generally required where large protective structures are placed around and above a
piece of subsea equipment. Generally, these protective structures limit access to equipment, but, by careful
planning during the design phase, the impact on accessibility can be minimized. Items to be considered when
providing internal access are discussed in 4.4.8.4.2 to 4.4.8.4.4.
4.4.8.4.2 Width of access
The width of any access to the interior of the subsea structure will be determined by the responses to the
following four questions/factors.
a) Will there be vertical access to the work site?
b) If the ROV has to penetrate a horizontal distance greater than its length, the width should be large
enough to allow the ROV to turn round, including adequate space for ROV umbilical.
c) Will ROV selection be limited to ROVs which have reversible controls?
d) It is essential that the access path allow the ROV and its tooling to be retrieved should power to the ROV
be lost.
The minimum width of the corridor will either be the width
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13628-8
Première édition
2002-12-15
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Conception et exploitation des systèmes
de production immergés —
Partie 8:
Véhicules commandés à distance pour
l'interface avec les matériels immergés
Petroleum and natural gas industries — Design and operation of
subsea production systems —
Part 8: Remotely Operated Vehicle (ROV) interfaces on subsea
production systems
Numéro de référence
©
ISO 2002
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Web www.iso.org
Version française parue en 2009
Publié en Suisse
ii © ISO 2002 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. v
Introduction . vi
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et termes abrégés. 1
3.1 Termes et définitions. 1
3.2 Termes abrégés . 2
4 Méthode d'intervention et exigences fonctionnelles . 3
4.1 Généralités . 3
4.2 Intervention par véhicule commandé à distance . 3
4.3 Configurations des tâches d'intervention du ROV. 5
4.4 Conception du système d'installations immergées. 11
5 Performances de conception . 15
5.1 Généralités . 15
5.2 Matériaux . 15
5.3 Capacité de charge. 15
5.4 Force de fonctionnement ou couple. 15
5.5 Dispositifs de levage . 15
5.6 Contrôle de la qualité . 15
5.7 Températures nominales . 16
5.8 Couleurs et marquage. 16
6 Aspects relatifs à la conception. 16
6.1 Généralités . 16
6.2 Avant-projet. 16
6.3 Conception détaillée. 18
6.4 Caractéristiques de conception souhaitées . 20
6.5 Caractéristiques de conception non souhaitables . 22
7 Interfaces du ROV et des systèmes immergés. 24
8 Considérations opérationnelles . 27
9 Systèmes d'indicateur. 27
10 Sélection des matériaux. 28
10.1 Généralités . 28
10.2 Critères de sélection. 28
11 Documentation. 29
11.1 Généralités . 29
11.2 Conception du matériel. 29
11.3 Essais. 29
11.4 Retour d'informations . 29
12 Interfaces du ROV. 30
12.1 Généralités . 30
12.2 Stabilisation. 30
12.3 Poignées à utiliser avec des manipulateurs . 36
12.4 Poignées à utiliser avec des TDU . 38
12.5 Interface rotative (faible couple) . 39
12.6 Interface rotative (couple élevé). 42
12.7 Interface linéaire (de poussée) — Types A et C . 44
12.8 Interface linéaire (de poussée) de type B. . 46
12.9 Amarrage rotatif . 48
12.10 Connexion hydraulique de tube de guidage de type A — Pression de service de 69,0 MPa
(10 000 psi). 50
12.11 Connexion hydraulique du tube de guidage de type B. 51
12.12 Coupleur hydraulique rotatif. 54
12.13 Interface CCO . 56
12.14 Mandrins de levage. 61
12.15 Manipulation de la bretelle électrique et hydraulique . 63
Annexe A (informative) Récapitulatif des spécifications des ROV conformes aux classes de
fonctionnement . 68
Annexe B (informative) Accès. 69
Annexe C (informative) Enveloppes de travail du manipulateur . 70
Annexe D (informative) Autres conceptions pour les organes terminaux effectueurs. 71
Annexe E (informative) Systèmes de raccord de la conduite d'écoulement. 73
Bibliographie . 74
iv © ISO 2002 – Tous droits réservés
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 13628-8 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement et structures en mer
pour les industries pétrolière, pétrochimique et du gaz naturel, sous-comité SC 4, Équipement de forage et de
production.
L'ISO 13628 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Industries du pétrole et du gaz
naturel — Conception et exploitation des systèmes de production immergés:
⎯ Partie 1: Exigences générales et recommandations
⎯ Partie 2: Systèmes de canalisations flexibles non collées pour applications sous-marines et en milieu
marin
⎯ Partie 3: Systèmes d'injection TFL
⎯ Partie 4: Équipements immergés de tête de puits et tête de production
⎯ Partie 5: Faisceaux de câbles immergés
⎯ Partie 6: Commandes pour équipements immergés
⎯ Partie 7: Systèmes de liaison surface/fond de mer pour complétion/reconditionnement
⎯ Partie 8: Véhicules commandés à distance pour l'interface avec les matériels immergés
⎯ Partie 9: Systèmes d'intervention utilisant des dispositifs à commande à distance (ROT)
La présente version française inclut le Rectificatif technique ISO 13628-8:2002/Cor. 1:2005 à la version
anglaise.
Introduction
La présente partie de l'ISO 13628 est une révision, un amendement principal et une extension de l'Annexe C
1) [1]
de l'API 17D
Les pratiques recommandées en vue de la sélection et de l'utilisation d'interfaces de véhicules commandés à
distance ont généralement choisi une interface pour une application spécifique. L'intégration d'une approche
ou d'une recommandation particulière n'implique pas qu'il s'agit de la seule approche ou de l'unique interface
à utiliser pour cette application.
Pour déterminer le caractère approprié de la normalisation des interfaces d'intervention des véhicules
commandés à distance en vue des tâches d'installation, de maintenance ou de contrôle du matériel sous-
marin, il est nécessaire d'adopter une approche générale des interventions sous-marines. Cette approche est
plus amplement décrite dans la présente partie de l'ISO 13628, de même que les critères d'évaluation
associés, utilisés lors de la sélection des interfaces intégrées à ces recommandations.
La présente partie de l'ISO 13628 n'a pas pour objectif de rendre inutile un jugement, conforme aux règles de
bonne pratique, quant au moment et au lieu où ses dispositions doivent être utilisées. Par ailleurs, les
utilisateurs doivent être informés du fait que des données supplémentaires ou différentes peuvent être
nécessaires en vue de la satisfaction d'un service particulier ou d'une réglementation locale.
La présente partie de l'ISO 13628 n'a pas pour objectif de dissuader le développement de nouvelles
technologies. L'objectif est de faciliter et de compléter les processus de décisions, ainsi l'ingénieur
responsable est encouragé à revoir les interfaces normalisées et à réutiliser les outils d'intervention afin de
réduire le plus possible les coûts du cycle de vie et d'augmenter l'utilisation d'interfaces éprouvées.
La présente partie de l'ISO 13628 ne traite pas de l'intervention par des outils commandés à distance, à
savoir les outils spéciaux utilisés sur des tiges de forage ou des câbles de guidage. Au lieu de cela, elle se
concentre sur les exigences applicables aux interfaces ROV avec des systèmes de production immergés. Elle
contient de plus amples références aux interfaces ROT seulement lorsque cela est jugé utile. Les interfaces
avec le système de production immergé peuvent s'appliquer aux ROT comme aux ROV.
1) American Petroleum Institute (Institut américain du pétrole), 1220 L Street NW, Washington, D.C. 20005-4070, États-
Unis.
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NORME INTERNATIONALE ISO 13628-8:2002(F)
Industries du pétrole et du gaz naturel — Conception et
exploitation des systèmes de production immergés —
Partie 8:
Véhicules commandés à distance pour l'interface avec les
matériels immergés
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 13628 fournit les exigences fonctionnelles et les recommandations applicables
aux interfaces des véhicules commandés à distance avec les systèmes de production immergés dans les
industries du pétrole et du gaz naturel. Elle s'applique à la sélection et à l'utilisation des interfaces des
véhicules commandés à distance avec le matériel de production immergé et elle fournit des lignes directrices
sur la conception ainsi que sur les exigences opérationnelles permettant d'accroître le plus possible le
potentiel des équipements normalisés et des principes de conception. Les informations auditables relatives
aux systèmes immergés, contenues dans le présent document, permettront l'interface et la mise en œuvre
par des systèmes utilisant des véhicules commandés à distance. Les problèmes identifiés, quant à eux,
devront être pris en compte lors de la conception des interfaces avec les systèmes de production immergés.
Le cadre et les spécifications détaillées établis permettront à l'utilisateur de choisir l'interface adaptée à une
application spécifique.
2 Références normatives
Le document référencé ci-dessous est indispensable à l'application de la présente norme. Pour les références
datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de
référence (y compris les éventuels amendements) s'applique.
ISO 10423, Industries du pétrole et du gaz naturel — Équipement de forage et de production — Équipement
pour têtes de puits et arbre de Noël
3 Termes, définitions et termes abrégés
Pour les besoins du présent document, les termes, définitions et termes abrégés suivants s'appliquent.
3.1 Termes et définitions
3.1.1
exigence fonctionnelle
critère minimal devant être satisfait afin de remplir le ou les objectifs fixés
NOTE Les exigences fonctionnelles concernent les performances et s'appliquent à une large gamme de concepts de
développement.
3.1.2
ligne directrice
recommandation issue d'une pratique reconnue, à prendre en compte conjointement avec les exigences
légales, les normes professionnelles, les pratiques normalisées et les approches définies
3.1.3
fabricant
société responsable de la fabrication de l'interface
3.1.4
opérateur
société faisant physiquement fonctionner le véhicule commandé à distance (système d'approvisionnement)
3.1.5
dispositif à commande à distance
ROT
outil spécial normalement utilisé sur les câbles de levage ou le train de tiges de forage
NOTE Le guidage latéral peut se faire via des câbles de guidage, des propulseurs spécifiques ou par assistance de
ROV.
3.1.6
véhicule commandé à distance
ROV
embarcation submersible à déplacement libre utilisée pour réaliser des tâches telles que les opérations sur
les vannes, les fonctions hydrauliques et d'autres tâches d'ordre général
NOTE Les véhicules commandés à distance peuvent également comporter des modules d'outillage permettant
d'entreprendre des tâches spécifiques telles que l'extraction et la connexion des conduites d'écoulement et des ombilicaux
flexibles et le remplacement de certains composants.
3.2 Termes abrégés
CCO Remplacement de composant (component change-out)
FAT Essai de réception en usine (factory acceptance test)
AMDEC Analyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité
HIPPS Système de protection des canalisations à haute intégrité (high integrity pipeline protection system)
MQC Multi-raccord rapide (multi quick connect)
MTBF Temps moyen entre les défaillances (mean time between failures)
ROV Véhicule commandé à distance (remotely operated vehicle)
ROT Dispositif à commande à distance (remotely operated tool)
SCM Module de commande par satellite (satellite control module)
TDU Unité de déploiement d'outils (tool deployment unit)
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4 Méthode d'intervention et exigences fonctionnelles
4.1 Généralités
Il est nécessaire d'établir une méthode d'intervention lors de la conception d'interfaces applicables aux
systèmes de production immergés. Il convient que cette méthode traite des activités à réaliser, de la méthode
d'intervention à utiliser pour chaque tâche, du type d'outil, de la méthode de stabilisation du véhicule
commandé à distance, c'est-à-dire l'amarrage ou un positionnement lui permettant de mener avec efficacité
ses interventions, ainsi que les exigences en termes d'accès. Il convient que la méthode d'intervention prenne
en compte les différentes tâches d'intervention en les rationalisant, de sorte à adopter une méthode pertinente,
étant donné que plusieurs tâches peuvent être réalisées de façon consécutive.
Une fois que les tâches à réaliser ont été identifiées, il convient d'établir la méthode d'intervention du véhicule
commandé à distance.
Les Figures 1 à 34 présentent une variété d'interfaces et de systèmes de véhicules commandés à distance.
4.2 Intervention par véhicule commandé à distance
Les véhicules commandés à distance (ROV) sont des embarcations submersibles à déplacement libre,
pouvant être utilisées pour réaliser des tâches telles que les opérations sur les vannes, les fonctions
hydrauliques et d'autres tâches d'ordre général Les ROV peuvent également comporter des modules
d'outillage permettant d'entreprendre des tâches spécifiques telles que la fixation et la connexion des
conduites d'écoulement, ombilicaux et manchettes de canalisations rigide, ainsi que le remplacement des
composants. Les ROV sont essentiellement configurés pour réaliser des tâches d'intervention de cinq façons
différentes:
⎯ avec des manipulateurs pour un fonctionnement direct de l'interface;
⎯ avec un outil tenu par un manipulateur;
⎯ avec des unités de déploiement d'outils;
⎯ en utilisant une double conduite descendante (avec des ROT);
⎯ avec des patins ou des châssis/outils.
Il convient, autant que possible, que les outils d'interface soient conçus pour fonctionner avec une diversité de
véhicules commandés à distance et que leur application ne se limite pas à une seule conception, permettant
ainsi l'utilisation de ROV et des navires d'intervention disponibles sur le moment. La Figure 1 présente des
véhicules commandés à distance type.
a) ROV équipé de manipulateurs b) Système d'approvisionnement
avec outil d'amarrage double point
c) Patin/outil suspendu d) Système d'approvisionnement
avec outil d'amarrage monopoint
Figure 1 — ROV de classe de fonctionnement type configuré de façon opérationnelle
La Figure 2 présente un véhicule commandé à distance et des interfaces avec une tête de production type.
Figure 2 — Interfaces avec une tête de production type
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4.3 Configurations des tâches d'intervention du ROV
4.3.1 Intervention d'un ROV équipé de manipulateurs
Un manipulateur est un bras mécanique entier muni de coudes permettant différents degrés de déplacement
(voir la Figure 1). Le ou les bras sont raccordés au châssis du ROV. Plus le bras possède de coudes, plus il
existe de degrés de déplacement et par conséquent, plus le bras est polyvalent.
À l'extrémité du bras se trouve une pince, généralement composée de deux ou trois doigts permettant de
saisir des poignées, des objets et des membres de la structure dans l'objectif de réaliser une action ou de
stabiliser le ROV.
Lorsqu'un ROV est destiné à réaliser des tâches, il peut avoir deux bras manipulateurs, l'un étant utilisé pour
stabiliser le ROV proprement dit, l'autre pour mener à bien la fonction ou la tâche.
Les systèmes manipulateurs fonctionnant avec des ROV varient considérablement, tant en termes de
fonctionnalité que de contrôlabilité. Pour des tâches à effectuer sur un système de production immergé à
l'aide de manipulateurs raccordés à des ROV ou d'outils tenus par des manipulateurs, il est nécessaire de
porter une attention particulière aux différents points suivants:
⎯ l'emplacement de l'interface, cette dernière devant se trouver à la portée du manipulateur, par exemple
l'enveloppe de travail (voir l'Annexe C pour de plus amples détails sur les enveloppes de manipulateur
types);
⎯ la souplesse entre le corps de l'outil et la poignée par laquelle le manipulateur maintient l'outil, afin de
fournir une certaine dextérité pendant l'insertion ou l'extraction de l'outil, de telle façon que l'angle du
poignet du manipulateur n'ait pas à bouger précisément en tandem avec le mouvement d'insertion ou
d'extraction du reste du bras (voir la Figure 19 pour un exemple de souplesse de conception dans
l'extension du câble métallique, entre un corps de «tube de guidage» et la poignée du manipulateur);
⎯ le poids de tout composant amovible, de telle façon qu'il soit adapté aux capacités de levage et de
manipulation du bras du manipulateur;
⎯ la précision, l'exactitude et la répétabilité lors de la détermination du niveau de difficulté de la tâche;
⎯ un accès et un espace suffisants pour permettre aux outils d'être insérés dans l'interface et un
dégagement suffisant depuis les opérations adjacentes, telles que celles des tubes de guidage, etc.;
⎯ la capacité du matériel et du composant immergés à résister aux charges et aux couples de réaction
appliqués par le manipulateur, l'outil et/ou le ROV;
⎯ la protection du matériel contre tout impact généré par le ROV.
Les conditions environnementales, pouvant affecter la bonne marche d'une intervention et l'accomplissement
de tâches spécifiques identifiées ci-dessus, sont déterminantes pour le choix de l'une des méthodes de
stabilisation suivantes:
⎯ une zone de plate-forme horizontale plate pour le stationnement du ROV, se propulsant contre la plate-
forme, de façon adjacente à l'interface, pour un accès vertical ou horizontal;
⎯ une barre horizontale ou verticale pour permettre au dispositif de saisie du ROV (degré limité de
déplacement du bras manipulateur) de prendre prise (voir la Figure 6);
⎯ les points d'amarrage/de réception du ROV (voir Figures 7, 15, 16, 18 et 22);
⎯ des surfaces relativement plates et lisses pour fixer les ventouses.
Il convient que les points d'amarrage et d'interface se trouvent au moins à 1,5 m (4,92 ft) au-dessus du fond
marin dégagé pour un fonctionnement non entravé.
Il convient d'éviter des plates-formes de ROV lorsqu'elles doivent être enlevées, ouvertes ou fermées pour
permettre la réalisation d'autres tâches d'intervention.
Il convient que le concepteur prenne en compte les différentes tâches d'intervention et qu'il les rationalise afin
d'adopter un mode d'amarrage pertinent du ROV à l'installation immergée, étant donné que le ROV peut avoir
à réaliser plusieurs tâches au cours de la même plongée.
Dans certaines zones géographiques, il est nécessaire de porter une attention particulière à la détermination
du niveau du fond marin, en raison de la présence de vase molle et des effets des remous du propulseur du
ROV sur le fond marin.
Voir la Figure 8 pour plus de détails sur les charges d'outils locales.
4.3.2 Intervention d'un ROV équipé d'une unité de déploiement d'outils (TDU)
4.3.2.1 Généralités
Une TDU est un module de travail spécialement conçu, attaché à l'avant ou à l'arrière du châssis du ROV afin
d'orienter et de positionner précisément l'outil à l'aide d'un chariot cartésien (voir la Figure 3). Le nombre de
degrés de déplacement est de un, deux ou trois axes selon la complexité de la tâche et la position d'amarrage
de la TDU par rapport à l'interface d'outillage. La TDU peut remplacer ou compléter le ou les bras du
manipulateur.
4.3.2.2 Système d'amarrage double point
La TDU est utilisée en combinaison avec deux sondes d'amarrage qui s'enclenchent et fixent le chariot
cartésien et le ROV au matériel de production immergé. Le système de chariot à double amarrage peut
accéder à une ou plusieurs interfaces d'intervention à partir de la même position d'amarrage et il est
particulièrement adapté au groupement de missions d'interface dans des panneaux. La Figure 3 présente une
TDU double point type.
4.3.2.3 Système d'amarrage monopoint
Le système d'amarrage monopoint est similaire au système d'amarrage double point, excepté quelques
différences de fonctionnement. La TDU monopoint est également un module de travail monté sur un ROV.
Elle fournit un moyen similaire d'orienter et de positionner précisément les outils d'interface dans une
configuration cartésienne y-z. Le système d'amarrage monopoint s'amarre et se fixe de la même façon que
des sondes à double amarrage, à la différence près qu'il permet plus de flexibilité, autorisant un déplacement
libre autour du matériel immergé. Ce système est recommandé pour les interfaces isolées (ou positionnées
par paires isolées) ou lorsqu'il existe un nombre limité de structures adjacentes. La Figure 4 présente une
TDU monopoint type.
6 © ISO 2002 – Tous droits réservés
Figure 3 — TDU d'amarrage double point
Figure 4 — TDU d'amarrage monopoint
4.3.2.4 Considérations générales relatives à l'amarrage et au fonctionnement de la TDU
En général, une TDU monopoint possède au plus deux interfaces d'intervention qui peuvent être exploitées à
partir du point d'amarrage unique. Idéalement, l'interface ou les interfaces sont alignées à la verticale,
directement au-dessus du point d'amarrage (voir la Figure 10).
Les interfaces à utiliser avec une TDU d'amarrage double point doivent être situées dans une enveloppe régie
par les limites de fonctionnement du système de chariot cartésien et par sa relation avec les points de
l'interface d'outillage (voir la Figure 9).
D'autres éléments doivent être pris en compte:
⎯ une TDU monopoint nécessite généralement des conditions de charge d'outils d'interface plus légères
qu'une TDU double point.
⎯ une TDU monopoint peut imposer plus de charges dynamiques et statiques à partir du ROV dans la
structure d'amarrage sur le matériel immergé et les outils d'interface, par rapport à une TDU double point.
⎯ une TDU double point nécessite un espace d'accès plus grand en vue du logement du chariot cartésien,
plusieurs éléments devant être pris en compte: le châssis du ROV, le système de déploiement du ROV
(le matériel de manutention en surface et le treuil), son système d'amarrage (ou garage) et le matériel
immergé; cela est particulièrement vrai lorsque les interfaces ne sont pas situées à l'extérieur;
⎯ le châssis de la TDU doit être conçu pour résister aux charges et aux réactions de couples générées par
l'environnement, le ROV, les sondes d'amarrage de la TDU et les outils d'interface;
⎯ une TDU double point est normalement montée sur la partie supérieure du ROV, qui détermine l'élévation
des points de l'interface d'outillage sur le chariot cartésien au-dessous (il convient que les points
d'interface se trouvent au moins à 1,5 m (4,2 ft) au-dessus du niveau du fond marin dégagé pour un
fonctionnement non entravé);
⎯ une TDU monopoint est normalement montée près de la base du ROV, qui détermine l'élévation des
points de l'interface d'outillage au-dessus (il convient que le point d'amarrage se situe au moins à 1,5 m
(4,92 ft) au-dessus du fond marin dégagé pour un fonctionnement non entravé).
Dans certaines zones géographiques, il est nécessaire de porter une attention particulière à la détermination
du niveau du fond marin, en raison de la présence de vase molle et des effets des remous du propulseur du
ROV sur le fond marin.
Des détails spécifiques sur les charges de réaction locales des outils sont illustrés dans la Figure 8.
4.3.3 Intervention avec une double conduite descendante
4.3.3.1 Généralités
Le remplacement des composants immergés, tels que les cosses et les duses peut être réalisé en utilisant un
châssis de levage et de manutention, plus communément appelé outil CCO (voir la Figure 23). Généralement,
un outil CCO est utilisé pour des tâches d'installation ou de récupération des composants qui nécessitent une
capacité de levage par rapport à la surface supérieure à celle d'un ROV à déplacement libre. L'outil CCO est
déployé à partir d'un navire d'intervention par le biais d'un segment portant ou d'une tige de forage, la
première conduite descendante, conçue pour supporter le poids et les charges dynamiques de l'outil CCO et
du composant en cours de remplacement. La deuxième conduite descendante correspond au système
d'amarrage/d'ombilicaux du ROV. Il est recommandé que ces conduites descendantes soient déployées à
partir de zones distinctes du navire d'intervention afin d'éviter tout enchevêtrement.
4.3.3.2 Considérations générales relatives au fonctionnement de la double conduite descendante
Le guidage latéral et rotationnel de l'outil CCO peut être effectué par des câbles de guidage/des piliers de
guidage (au moins deux), un entonnoir de rentrée dépourvu de câble de guidage, un dispositif d'assistance du
propulseur ou par le ROV positionnant l'outil en place. En cas d'utilisation de câbles de guidage, il convient de
faire plus attention afin de garantir que ces câbles sont munis de compensateurs de pilonnement et d'éviter
tout enchevêtrement du segment portant ou de l'ombilical du ROV. Pour la rentrée des câbles de guidage, il
convient que l'entonnoir soit muni d'une hélice incorporée servant de jonction avec une clé d'alignement
située sur l'outil CCO afin d'orienter l'outil CCO posé sur l'entonnoir de rentrée.
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D'autres éléments doivent être pris en compte:
⎯ il convient que le segment porteur ou la tige de forage soient munis d'un dispositif de compensation du
pilonnement, particulièrement pour ceux en provenance de petits navires d'intervention sujets au
pilonnement, de telle façon que le CCO n'est pas levé ou abaissé trop rapidement pendant un cycle de
pilonnement (le dispositif de compensation du pilonnement consiste en une grue active à compensateur
de pilonnement ou en une configuration de segment porteur en S souple, situé à mi-profondeur, utilisant
des cellules de flottabilité pour isoler les mouvements de pilonnement du mouvement de l'outil CCO situé
en dessous);
⎯ les mouvements et les charges dynamiques provoquées par l'extension et la fermeture du câble causée
par le pilonnement du navire d'intervention contre le mouvement lent de la masse ajoutée de l'outil CCO
(et du composant de remplacement) doivent être quantifiés et la force nécessaire doit être incorporée
dans le segment porteur et l'outil CCO;
⎯ il convient que l'outil CCO soit muni soit d'un amortisseur de pose souple soit d'un dispositif d'écartement
rigide, de telle façon que la pose et l'alignement finaux avec des interfaces sensibles, tels que des
raccords hydrauliques ou des connecteurs électriques, soient effectués de façon maîtrisée et aient avec
un faible impact, distinct du pilonnement du navire d'intervention ou de la pose initiale de l'outil CCO sur
le matériel immergé;
⎯ l'hélice destinée à la rentrée sans câble de guidage permet généralement une orientation de ± 180 °
permettant de diriger l'outil CCO dans la bonne direction (le ROV peut aider à diminuer l'angle
d'orientation en préorientant l'outil CCO dans une direction approximative, par exemple ± 45 °, alors que
l'outil CCO est dirigé vers l'entonnoir de rentrée, diminuant ainsi la taille et la complexité de l'entonnoir de
rentrée);
⎯ il convient que les entonnoirs des piliers de guidage et des outils CCO soient examinés par rapport au
dégagement du pilier de l'entonnoir, ainsi que l'inclinaison angulaire qui pourrait être provoquée par ce
dégagement (l'inclinaison angulaire d'un outil CCO et le composant de remplacement pourraient rentrer
en contact avec le matériel adjacent si le dégagement d'accès est trop rapproché);
⎯ l'accès des outils CCO est généralement vertical depuis le haut, mais un accès horizontal est également
acceptable (le châssis de guidage à accès vertical doit être ouvert au fond afin de permettre aux déblais
de forage en décantation de passer au travers);
⎯ il convient que les points de pose de l'outil CCO sur le matériel immergé se trouvent au moins à 1,5 m
(4,92 ft) au-dessus du fond marin pour permettre un fonctionnement non entravé.
Dans certaines zones géographiques, il est nécessaire de porter une attention particulière à la détermination
du niveau du fond marin, en raison de la présence de vase molle et des effets des remous du propulseur du
ROV sur le fond marin.
Les Figures 24 à 28 montrent un exemple d'interface d'outil CCO déployé par câble de guidage.
4.3.4 Intervention par outil/patin
4.3.4.1 Généralités
Le remplacement des composants immergés, tels que les cosses et les duses, peut également être réalisé
par un outil CCO de manipulation et de levage monté sur ROV. Généralement, un outil CCO à outil-patin est
utilisé pour des tâches d'installation ou de récupération des composants qui nécessitent un fonctionnement
contrôlé et isolé dans le fond marin sans qu'il n'y ait d'interférences provoquées par les mouvements des
navires d'intervention. Le composant nécessite souvent une capacité de levage supérieure à celle d'un ROV à
déplacement libre. Ainsi, l'outil/patin constitue un ballast et/ou un réglage d'assiette supplémentaires par
rapport à ceux déjà présents sur le ROV, de façon à ce que les effets préjudiciables du transfert de la charge
ne modifient pas les caractéristiques hydrodynamiques du ROV.
L'intervention par outil/patin permet également de fournir une puissance supplémentaire (hydraulique,
augmentation de pression électrique, débit, capacité du volume, etc.), supérieure au complément standard
présent sur le ROV seul, pour diverses tâches d'intervention telles que le fonctionnement par tube de guidage
hydraulique des connecteurs, les essais de pression, le nettoyage à pression, l'aspiration des déblais de
forage, etc.
4.3.4.2 Considérations générales relatives au fonctionnement de l'outil/patin
Un outil/patin est conçu pour se fixer à l'avant, à l'arrière ou au fond du châssis du ROV (voir la Figure 1).
L'outil/patin peut également être rattaché au système d'amarrage (garage) ou déployé séparément et intégré
dans le ROV au niveau du fond marin. Le ROV manœuvre alors l'outil/patin dans un mode de déplacement
libre au niveau du fond marin. Il convient que l'emplacement de montage de l'outil/patin n'empêche pas le flux
ou la poussée du bollard des propulseurs du ROV (à l'horizontale comme à la verticale).
D'autres éléments doivent être pris en compte:
⎯ le remplacement d'un composant à l'aide d'un outil/patin CCO requiert que ce dernier comprenne un
système de flottaison variable ou un système fixe de flottabilité et d'échange de poids afin de maintenir
une assiette convenable lorsque l'outil/patin CCO est vide ou maintient le composant immergé;
⎯ un châssis pour l'outil/patin CCO doit être conçu pour résister aux contraintes de récupération des outils
CCO, aux contraintes de transfert de poids, aux contraintes du ROV et de l'environnement,
particulièrement en cas de traînée supplémentaire provoquée par l'ajout de l'outil/patin au profil
hydrodynamique du ROV;
⎯ il convient que l'outil/patin CCO s'adapte au châssis du véhicule du ROV, au système de déploiement du
ROV (au matériel de manutention en surface et au treuil), à son système d'amarrage (ou garage) ainsi
qu'à l'accès au composant et autour du matériel immergé;
⎯ L'accès des outils/patins CCO est généralement vertical depuis le haut, ou horizontal depuis le côté (le
châssis de guidage à accès vertical doit être ouvert au fond afin de permettre aux déblais de forage en
décantation de passer au travers);
⎯ il convient que les points d'interface de l'outil/patin CCO avec le matériel immergé soient au moins à
1,5 m (4,92 ft) au-dessus du fond marin dégagé pour permettre un fonctionnement non entravé [plus haut,
lorsque l'outil/patin est monté sur le fond, de telle façon que l'outil/patin se trouve au moins à 1,5 m
(4,92 ft) au-dessus du niveau du fond marin dégagé].
Dans certaines zones géographiques, il est nécessaire de porter une attention particulière à la détermination
du niveau du fond marin, en raison de la présence de vase molle et des effets des remous du propulseur du
ROV sur le fond marin.
4.3.5 Autres interventions sur des composants
4.3.5.1 Généralités
Outre les modules de commande et les duses, d'autres composants peuvent avoir à être installés et
remplacés à l'aide d'un outil CCO:
⎯ les vannes d'insertion (collecteur/raclage);
⎯ les assemblages d'actuateurs de vannes;
⎯ les dispositifs de lancement des racleurs;
⎯ les assemblages d'accumulateurs hydrauliques;
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⎯ les compteurs multi-phase d'insertion;
⎯ les pompes multi-phase d'insertion;
⎯ les modules/collecteurs d'injection de produits chimiques;
⎯ les protections contre les déblais et les bouchons de pression;
⎯ les capteurs de tête de production ou de collecteur (pression, température, sable, etc.).
Les aspects essentiels à prendre en compte lors de la détermination de composants pertinents pour un
remplacement sont:
⎯ l'emplacement du matériel;
⎯ la profondeur de l'eau;
⎯ la fréquence des remplacements;
⎯ la dimension du composant;
⎯ le poids du composant.
4.3.5.2 Connexion des conduites d'écoulement et des canalisations
Le raccordement des conduites d'écoulement, des canalisations et des bretelles à l'aide de systèmes
déployés par des ROV devient de plus en plus fréquent. Jusqu'à présent, aucune interface commune n'a été
établie pour le raccordement des conduites d'écoulement.
La conception des systèmes de raccordement, actionnables par des ROV, aux matériels de production
immergé, non seulement nécessite de procéder à des modifications localisées sur le matériel, mais elle peut
également affecter des aspects essentiels, tels que la disposition des composants. L'Annexe E spécifie
d'autres exigences de base relatives aux systèmes de raccordement.
4.3.5.3 Connexion des bretelles de commande
Plusieurs systèmes de connexion des bretelles d'ombilical (câbles volants) du système de commande sont
déployés par des ROV. Ces systèmes sont déployés par des manipulateurs, par une TDU ou un outil/patin
CCO. Les plaques de support pour les connexions électriques ou hydrauliques peuvent varier en fonction de
l'application et du nombre de connecteurs au sein de l'interface. Jusqu'à présent, ces connexions ne sont pas
considérées comme des éléments facilement normalisables. Cependant, il est possible d'élaborer les
relations et le type d'interfaces nécessaires au déploiement et à la connexion de la bretelle en faisant
intervenir de
...
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