Pétrolière et gazière

Évaluation de la force et de la fatigue des connecteurs raidisseurs de cintrage

Le système de production sous-marine de développement de champ White Rose (SPS), situé à environ 350 km de la côte Est de Terre-Neuve, sera développé au moyen de puits sous-marins rattachés à un navire flottant de production, stockage et déchargement (FPSO). Les puits sous-marins sont rattachés au FPSO par des risers flexibles. Chaque riser passe à travers un I-Tube, une rallonge de I-Tube, un connecteur raidisseur de cintrage et un connecteur raidisseur. Les connecteurs raidisseurs de cintrage sont des pièces complexes qui doivent être vérifiées pour présenter des contraintes névralgiques maximales acceptables et des longévités à la fatigue minimales désirées.

Martec Limitée a été mandatée pour procéder à l’examen des quatre conceptions de connecteurs raidisseurs de cintrage existants (CRC) et s’assurer de l’adéquation de la structure. La résistance statique et la longévité à la fatigue des CRC ont été vérifiées à l’aide de la méthode par éléments finis (EF) afin de déterminer les contraintes détaillées. Le programme EF spécialisé HyperMesh a été utilisé pour le prétraitement et le post-traitement et le programme EF d’usage général ANSYS a servi à l’analyse des modèles BSC.

Les assemblages de raidisseurs de cintrage sont des structures complexes dont les charges sont transférées du raidisseur de cintrage au CRC et à la rallonge I-Tube. Le transfert de ces charges d’un élément à l’autre s’effectue par la fusion d’ajustement serré et de raccordement boulonné, constituant un scénario complexe du modèle EF. Le modèle EF, mis au point par Martec, comprenait une section de la rallonge I-Tube et une représentation du raidisseur de cintrage.

L’analyse a identifié une zone problématique à contrainte élevée dans l’une des conceptions de CRC. La conception a été modifiée et réévaluée. Par la suite, la résistance statique et à la fatigue a été jugée acceptable pour toutes les quatre conceptions CRC.