Brevet FR2038093A1 — publié le 19710108

La présente invention concerne un: manchon d* accouplement ou raccord pour tuyaux,.-permettant de relier entre eux deux tronçons de tuyau. . Le manchon d'accouplement suivant l'invention peut être 5 utilisé pour relier entre eux deux tronçons de tuyaux quels qu'ils soient, mais il convient particulièrement, "bien pour la réparation de conduites de pétrole (pipe-line) présentant des fui-"tes. On répare habituellement les conduites de .pétrole qui fLiient en remplaçant le tronçon défectueux par un tronçon neuf„ De pré-10 férence, on soude le tronçon neuf dans la conduite. Lorsque la conduite transporte des fluides volatils tels que du-gaz naturel, des produits pétroliers liquides ou du pétrole "brut, le soudage peut être dangereux, à moins qu'avant le soudage l'écoulement des fluides dans la conduite soit arrêté et que le tron-15 çon à réparer soit débarrassé de ces fluides, volatils. Souvent, i] est en outre nécessaire de débarrasser de ces fluides volatils la zone qui entoure la fuite avant de procéder au soudage. Cela augmente le temps pendant lequel la conduite est fermée, ainsi que le prix de la réparation de la conduite. 20 En conséquence la présente invention se propose de fournir un manchon d'accouplement pour tuyaux : - qui puisse raccorder un tronçon nouveau de tuyau dans une conduite et qui permette que la conduite soit remise en service sans que cela nécessite une opération de soudage. Plus tard, > 25 après que la zone entourant la fuite a été débarrassée des fluides volatils qui ont fui d.e la conduite pendant la réparation ou qui ont fui avant que la réparation soit effectuée, 011 peut exécuter dans une sécurité complète toutes les opérations de soudage souhaitables ; 30 - qui puisse raccorder deux tronçons .de., tuyau entpe eux sans nécessiter une opération de filetage..ou une opération de soudage ; - qui soit capable de raccorder temporairement un tronçon nouveau de tuyau dans une conduite afin de permettre que la con- 35 duite soit remise en service et qui puisse être soudé dans le conduite après que la zone environnante ait été débarrassée de fluides combustibles. D'autres caractéistiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en re-40 gard des dessins annexés et donnant à titre explicatif mais 69 27183 2 2038093 nullement limitatif plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins, la figure 1 est une vue en coupe verticale, faite à tra-5 vers la réalisation préférée du manclion-cf accouplement pour tuyaux suivant l'invention et montrant le manclion d'accouplement installé sur les extrémités de deux tronçons de tuyau, mais a-vant que ce manclion soit relié aux tronçons de tuyau ; la figure 2 est une coupe longitudinale fragmentaire, à 10 plus grande échelle, faite à travers une partie du manchon d'accouplement pour tuyaux de la figure 1 et montrant le manchon après qu'il a été relié aux tronçons de tuyau ; la figure 3 est une coupe transversalë fragmentaire, faite suivant la ligne 3-3 de la figure 1; 15 la figure 4 est une coupe transversale faite à travers une autre réalisation du manchon d'accouplement suivant l'invention ; la figure 5 est une vue en coupe, à plus grande échelle, d'une partie du manchon d'accouplement de la figure 1. -20 Sur la figure 1,1e manchon d'accouplement 10 est représen té comme étant monté sur les extrémités adjacentes de tronçons de tuyau 12 et 14. Le manchon d'accouplement 10 comprend une enveloppe tubulaire" 16 ayant un diamètre intérieur tel qu'.on peut la faire glisser sur les extrémités des tronçons de tuyau 25 12 et 14 de la manière représentée. L'enveloppe a deux paires de rainures annulaires intérieures. La première paire comprend .les rainures 18 et 20 et la seconde paire comprend les rainures 22 et 24. Dans ces rainures annulaires sont logée des éléments d'étanchéité qui, dans la ré-30 alisation représentée sont des bagues d'étanchéité: qui sont désignées respectivement par les repères 26, 28, 30 et 32. Ces bagues fonctionnent sous l'action de la pression. La première paire, constituée par les rainures 18 et 20, est placée adjacente à la surface extérieure du tronçon de tuyau 12. La seconde pai-35 re, constituée par les rainures 22 et 24 est placée adjacente à la surface extérieure du tronçon de tuyau 14. La première rainure de chaque paire, c'est-à-dire les rainures 20 ët 22 ont des parois latérales qui limitent le mouvement axial des bagues 28 et 30, placées respectivement dans ces rainures. La seconde rai-40 nure de chaque paire, c'est-à-dire les rainures 18 et 24, ont è 3 2038093 des parois latérales respectives 18a et 24a qui sont inclinées vers l'intérieur» Ces parois latérales inclinées forment des surfaces de came de forme conique qui font face vers la première rainure de chaque paire et les extrémités des tronçons de tuyau„ 5 Dans chacune des rainures 18 et 24 sont placés avec les "bagues d'étanchéité 26 et 32, des moyens 34 et 36 de serrage du tuyau. Chacun des moyens de serrage du tuyau a une surface extérieure inclinée 34a ou 36a. Chaque surface extérieure inclinée attaque la surface de came inclinée correspondante de la rainure 10 dans laquelle le moyen de serrage est placé. Les deux moyens de serrage sont munis sur leur surface intérieure de dents qui sont destinées à attaquer la surface extérieure du tronçon de tuyau correspondant (12 ou 14) quand ils sont déplacés, en contact avec ces tronçons, par un mouvement axial le long degéurfaces de came 15 18a et 28a ainsi que le montre la figure 2. Ces dents mordent dans la surface extérieure du tronçon de tuyau et elles sont destinées à maintenir les tronçons de tuyau contre tout mouvement axial hors de l'enveloppe du raccord. Les moyens de serrage, dans la réalisation représentée, 20 sont des anneaux fendus en une matière élastique telle que de l'acier à ressort. Avant d'être fendu§ ces anneaux ont de préférence un diamètre intérieur qui est à peu près égal ou un peu inférieur au diamètre extérieur du tuyau auquel le manchon d'accouplement est destiné. 25 Ainsi construit, l'anneau denté a tendance à accrocher le tuyau et à se déplacer avec lui, même avant que cet anneau ait été soumis à l'action de coin de l'une des surfaces de came qui doit l'amener en contact de maintien avec le tuyau, pour qu'on puisse faire glisser le manchon d'accouplement et l'amener en 30 position sur les extrémités des tronçons de tuyauD Sans être gêné par les moyens d'accrochage, le diamètre de l'anneau fendu est augmenté par des moyens amovibles qui, placés entre les extrémités de l'anneau fendu, écartent ces extrémités suffisamment pour que l'anneau fendu dégage le tuyau. Dans la réalisation re-35 présentée, des bouchons de tuyau 38 et 40 sont placés dans des trous taraudés ménagés dans l'enveloppe 16. Les bouchons sont placés d'une manière telle que leurs extrémités non filetées 38a et 40a soient placées entre les extrémités des anneaux fendus 34 et 36. Une autre vue du bouchon 40 et de l'anneau 36 est 40 représentée sur la figure 3. Une fois que le raccord est en 69 27183 4- 2038093 place, on enlève les "bouchons de tuyau 38 et 40. Le manchon d'accouplement étant en place sur les extrémités voisines des tronçons de tuyau 12 et 14 et les "bouchons de tuyau 38 et 40 ayant été enlevés, on introduit du fluide sous pression, 5 à l'aide de moyens prévus à cet effet, entre les "bagues d'étan-chéité de chaque paire de rainures, afin que les "bagues se trouvant dans la seconde rainure de chaque paire déplacent les moyens de serrage qui leur sont respectivement adjacents vers l'extrémité du manchon d'accouplement -et le long de la surface de 10 came de forme conique de la rainure. Cela oblige les moyens de serrage à s'engager solidement dans la surface extérieure du tuyau et à ancrer le raccord en place sur les extrémités du tuyau. Dans la réalisation représentée, des raccords de graissage 42 et 44 sont placés dans des trous taraudés dans l'enveloppe 16 15 entre les rainures de chaque paire. Ces raccords de graissage sont du type classique» Chacun d'eux est muni d'une, soupape de retenue (non représentée) qui maintient la pression qui est é-tablie entre les bagues d'étanchéité par le fluide sous pression introduit à travers le raccord de graissage. En se servant de 20 raccords de graissage, on peut utiliser une.pompe à graisse ma-noeuvrée à la main pour injecter de la graisse dans l'espace annulaire compris entre les bagues d'étanchéité de chaque paire avec une pression suffisante pour déplacer les moyens de serrage de telle sorte qu'ils soient engagés solidement sur le tuyau. 25 Par exemple, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, la graisse injectée à travers le raccord de graissage 42 a déplacé la bague 26 axialement et la bague a poussé le moyen de serrage 34 le long de la surface inclinée 18a jusqu'à ce que les dents du moyen de serrage soient encastrées d'une manière sûre dans la 30 surface extérieure du tronçon du tuyau 12. Les bagues 28 et 30 se trouvant dans la première rainure de chaque paire empêchent la graisse injectée entre les bagues de s'échapper dans la conduite» Le manchon d'accouplement étant ainsi installé, la condui-35 te peut être remise en service. Les fluides volatils qui se sont échappés de la conduite au cours de sa réparation peuvent maintenant être éliminés par une évaporation ou dissipation dans l'atmosphère. Au bout de quelques jours, dont le nombre dépend de l'importance de la contamination, les extrémités du manchon 40 d*accouplement peuvent'être soudées sans danger aux tronçons de 69 27183 5 2038093 tuyau par un cordon de soudure 44 représenté sur la figure 2. Des bouchons de tuyau sans les.saillies d'extrémité 38a et 40a des bouchons 38 et -40 peuvent être utilisés pour fermer les trois taraudés 'd'où l'on a enlevé les bouchons 38 et 40= On peut sou-5 der alors les bouchons de tuyau au raccord 16.pour avoir la cer— • titude qu'il ne se produira pas de fuite à travers les trous correspondants. De même, on peut souder les raccords de graissage 42 au manchon d'accouplement et fermer les extrémités des raccords de graissage au moyen de soudure de telle manière que les 10 bagues d'étanchéité n'aient plus à empêcher les fluides de fuir hors de la conduite. Etant-donné qu'il y a un-intervalle.entre les extrémités des anneaux fendus employés comme moyens de serrage, des anneaux de soutien 46 et 48 sont placés entre les bagues, d'étanchéité 15 26 et 32 et les anneaux.de serrage fendus 34 et 36,.Ces anneaux servent à empêcher les bagues d'étanchéité d'être extrudées à travers la fênte quand elles sont soumises à des différences de pression élevées. On a représenté sur les figures. 4 et 5 une variante du man-20 chon d'accouplement suivant l'invention. Ce manchon d'accouplement comprend une enveloppe tubulaire 50 qui a un diamètre intérieur qui est suffisant pour permettre que ce manchon d'accouplement soit monté sur les extrémités voisines de tronçons de tuyaux " 52 et 54. Un premier moyen de serrage 56 et un second moyen de 25 , serrage 58 sont mis en place pour que chacun des moyens de serrage soit logé entre la .surface intérieure de l'enveloppe et la surface extérieure, de l'un des tronçons de tuyau, quand le manchon d'accouplement est monté- sur les .extrémités voisines de deux tronçons de tuyaux de la manière représentée sur la figure 30 5. Les moyens de serrage de cette réalisation .sont construits de "la même manière que ceux qui- ont. été décrits ci-dessus. Ce sont des anneaux fendus, en une. matière élastique . telle que l'acier à ressort. Les surfaces extérieures 56a et 58a de ces anneaux sont de forma conique. La surface intérieure des deux anneaux est mu-35 nie de dents 56b et 58b qui mordent dans la surface extérieure des tronçons de tuyau 52 et 54, respectivement et qui aident à ancrer ces tronçons de tuyau contre tout mouvement axial hors de l'enveloppe 50» - •- Une première et une seconde surfaces, de came sont prévues 40 sur la surface interne de l'enveloppe pour, déplacer le premier 69 27183 6 2038093 moyen de serrage et le second radialement et les amener ainsi en contact de serrage avec les tronçons de_tuyau lorsque les moyens de serrage sont déplacés axialement,, Dans la réalisation représentée, des surfaces annulaires coniques 60 et. 62' appartenant à 5 des cônes opposés dont les sommets respectifs sont placés vers l'extérieur, sont prévues sur la surface interne de 11 enveloppe 50 pour entourer la surface extérieure des tronçons de tuyau 52 et 54, respectivement, quand ces tronçons de tuyau sont introduits dans l'enveloppe 50« De préférence le cône de ces surfaces 10 est le même que le cône des surfaces extérieures 56a et 58a des anneaux de serrage 56 et 58. Le mouvement de chaque "anneau de serrage suivant la direction axiale du manchon d'accouplement et vers l'extrémité voisine du raccord a pour résultat que l'anneau de serrage est coincé entre les surfaces de came 60 et 62 et la 15 surface extérieure des tronçons de tuyau 52 et 54» Un premier élément d'étanchéité et un second élément d'étanchéité sont.placés respectivement au voisinage immédiat du premier moyen de serrage et du second et respectivement, à droite et à gauche de la première surface de came et de la seconde,, 20 Ces éléments d'étanchéité sont en outre placés pour entrer en contact, en assurant l'étanchéité avec la surface interne de l'enveloppe et avec la surface externe de l'un ou de l'autre des deux tronçons de tuyau, , quand le raccord de tuyaux est monté sur les extrémités voisines des deux tronçons de tuyaux» Ainsi mis 25 en place, les éléments d'étanchéité sont déplacés axialement par la pression qui règne dans les tronçons de: tuyau et qui déplace les anneaux de serrage axialement, le long de leurs surfaces de came respectives. Les éléments d'étanchéité déplacent les anneaux de serrage jusqu'à ce que ces derniers soient solidement coincés 30 entre les surfaces de came et le tuyau. Quand ils sont ainsi coincés, les anneaux de serrage maintiennent les tronçons de tuyau contre tout mouvement axial hors de l'enveloppe. Dans la réalisation représentée les éléments ou bagues d'étanchéité 64 et 66 sont placés pour déplacer ainsi, quand ils sont soumis à la 35 pression de la conduite, les anneaux de serrage. Des anneaux de soutien 68 et 70 aident à empêcher les bagues d'étanchéité d'être extrudées dans l'intervalle compris entre les extrémités des anneaux fendus de serrage. Après que la pression de la conduite a fixé les anneaux de 40 serrage 56 et 58 et que les bagues d'étanchéité 64 et 66 empêchent 69 27183 7 2038093 la pression de la conduite de s'échapper d'entre le tuyau et le raccord de tuyaux, on peut nettoyer la zone se trouvant autour de la conduite ou permettre aux liquides volatils de s'évaporer complètement et ensuite on peut souder l'enveloppe 50 aux tron-5 çons de tuyau par le cordon de soudure ?2 représenté sur la .figure 5« Un autre cordon de soudure analogue est fait, naturellement , à 11 autre extrémité du raccord de tuyaux Des "bouchons de tuyau 74 et 76 sont placés dans des trous taraudés dans le côté de 1 ' enveloppe 50. Ces "bouchons ont des 10 extrémités cylindriques non filetées 74a et 76a qui s'étendent dans l'intervalle compris entre les extrémités des anneaux de serrage fendus et qui maintiennent les extrémités des anneaux de serrage suffisamment écartées pour que le raccord de tuyaux puisse être monté sur les tronçons de tuyau» Quand le montage 15 est fait, on enlève ces "bouchons et le trou peut être rempli avec un "bouchon de tuyau classique et immobilisé par soudage quand le manchon d'accouplement est soudé à la conduite. On se rend compte d'après ce qui précède que l'invention est "bien propre à atteindre tous les "buts qu'elle srest fixés en 20 même temps qu'elle présente d'autres avantages qui sont évidents et qui sont inhérents au dispositif et à sa structure. Il est "bien évident que certaines caractéristiques et sous-combinaisons sont utiles et peuvent être employées conjointement avec d'autres caractéristiques et sous-combinaisons. 25 II est donc entendu que la présente invention n'a été dé crite ci-dessus qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toutes variantes sans sortir de son cadre. 69 27183 a 2038093 iniimcitiois 1. Manclion d'accouplement ou raccord pour tuyaux, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe tubulaire destinée à glisser sur les extrémités voisines de deux tronçons de tuyau 5 à raccorder entre eux ; un premier et un second moyen de serrage du tuyau, chacun de ces moyens de serrage étant mis en place pour être logé entre la surface interne de l'enveloppe et la surface externe de l'extrémité du tronçon de tuyau correspondant quand le raccord pour tuyaux est monté sur les extrémités voi-10 sines de deux tronçons de tuyau ; une première et une seconde surface de came sur la surface intérieure de l'enveloppe pour déplacer le premier moyen de serrage et le second radialement en contact de serrage avec les tronçons de tuyau lorsque les moyens de serrage sont déplacés axialement; un premier et un second é-15 léments d'étanchéité, respectivement voisins du premier moyen de serrage et du second et de côtés opposés de ces moyens à partir de la première surface de came et de la seconde pour être en contact d'étanchéité avec la surface interné de l'enveloppe et la surface externe du tronçon de tuyau correspondant quand le 20 manchon d'accouplement est installé sur les extrémités voisines des deux tronçons de tuyau, pour être déplacés axialement par la pression régnant dans les tronçons de tuyau et pour déplacer les moyens de serrage axialement le long de leurs surfaces de came respectives jusqu'à ce qu'ils serrent les tronçons de tuyau et 25 les maintiennent contre tout mouvement axial à l'extérieur de 1'enveloppe. 2. Manchon d'accouplement pour tuyaux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque moyen de serrage est cons titué par un aine au fendu en une matière élastique ayant des sail 33 lies en forme de dents sur sa surface interne, cet anneau ayant, avant d'être fendu, un diamètre intérieur approximativement égal ou légèrement inférieur au diamètre extérieur du tronçon de tuyau avec lequel l'anneau doit être en contact; et des moyens pour maintenir de manière amovible les extrémités de l'anneau 35 fendu suffisamment écartées pour qu'il soit possible de faire glisser facilement le manchon d'accouplement sur les extrémités de tronçons de tuyau voisins. 3. Manchon d'accouplement pour tuyaux pour relier deux tronçons de tuyau, caractérisé en ce qu'il comprend une envelop- 40 pe tubulaire destinée à glisser sur les extrémités voisines de 69 27183 9 2038093 deux tronçons de tuyau, tin premier moyen de serrage du tuyau et ion second moyen mobiles axialement, mis en place à. l'intérieur de l'enveloppe pour être logés entre la surface 'interne de l'enveloppe et la surface externe du tronçon de tuyau correspondant 5 à raccorder quand le manclion d'accouplement est installé sur les extrémités voisines de deux tronçons de tuyau;' une première surface de came et une seconde sur les surfaces internes du manchon d'accouplement, pour déplacer ïe premier moyen de serrage et le second radialement en contact de serrage avec les tronçons de 10 tuyau lorsque ces moyens de serrage sont déplacés suivant la direction axiale de l'enveloppe; et des moyens pour déplacer ainsi chaque moyen de serrage du tuyau et comprenant une paire d'éléments ou "bagues d'étanchéité prévus chacun pour être mis en place entre le moyen de serrage et l'extrémité du tronçon de tuyau 15 à serrer, du côté opposé à la surface de came associée au moyen de serrage, et pour être en contact d'étanchéité avec la surface interne de l'enveloppe et le tronçon de tuyàu^; et des moyens pour limiter le mouvement axial de la "bague /chaque paire qui est la plus voisine de l'extrémité du tronçon de tuyau, "cette enve-20 loppe ayant une ouverture dans sa paroi entre les "bagues d'étanchéité de chaque paire pour pèrmettre que du fluide sous pression soit injecté entre les bagues et déplace les bagués -voisines des moyens de serrage axialement , en déplaçant ainsi les moyens de serrage le long des surfaces de came et en contact de maintien 25 avec les tronçons de tuyau. " 4. Manchon d'accouplement pour tuyaux suivant la revendication 3, caractérisé en ce que chaque moyen de serrage du tuyau est constitué par un anneau fendu en une matière élastique, ayant des saillies en formé dè dents sur sa^surface interne, cet 30 anneau ayant avant d'être fendu Un diamètre intérieur approximativement égal ou légèrement inférieur au diâmètré'extérieur du tronçon de tuyau avec, lequel l'anneau dôit' entrer en contact, et en ce qu'il est prévu des moyens pour maintenir de'manière amovible les extrémités des anneaux'suffisamment écartées pour qu'il 35 soit possible de faire glisser facilement le''manchon d'accouplement sur lés extrémités des tronçons dé"tuyau voisins. 5« Manchon d'accouplement pour tuyaux pour réunir deux tronçons de tuyau, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe tubulaire destinée à glisser sur lés extrémités voisines de 4-0 deux tronçons de tuyau, deux paires de rainures intérieures dans 69 27183 1G 2038093 c«tte enveloppe avec un élement d'étanchéité annulaire placé dans chaque rainure, chaque paire de rainures étant placée de manière que les éléments d'étanchéité qui s'y trbuvent soient adjacents à la surface extérieure de l'un des tronçons de tuyau sur les-5 quels s'étend l'enveloppe, chaque paire de rainures comprenant une première rainure ayant des parois latérales qui limitent le mouvement axial de l'élément d'étanchéité placé dans cette rainure et une seconde rainure placée entre l'extrémité de l'enveloppe et la première rainure, cette seconde rainure ayant son 10 côté voisin de l'extrémité de l'enveloppe incliné de manière à fournir une surface de tronc de cône fais.ant face à la première rainure, un moyen de serrage du tuyau placé dans cette seconde rainure entre la surface inclinée et le moyen ou "bague d'étanchéité placé dans cette rainure, ce moyen de serrage étant mobile 15 vers l'intérieur, en contact de serrage avec la surface extérieure du tronçon de tuyau lorsque le moyen de serrage est déplacé axialement à l'écart de la première rainure le long de la surface inclinée de la seconde rainure; et des moyens pour admettre du fluide sous pression entre chaque paire de rainures 20 pour obliger l'élément d'étanchéité se trouvant dans la seconde rainure à déplacer le moyen de serrage le long de la surface inclinée jusqu'à ce qu'il serre le tronçon de tuyau s'étendant dans cette extrémité de l'enveloppe du manchon d'accouplement tandis que l'élément d'étanchéité qui se trouve dans la première rainu-25 re empêche la pression du fluide de s'échapper dans les. tronçons de tuyau. 6. Manchon d'accouplement pour tuyaux suivant la revendication 5, caractérisé en ce que chaque moyen de serrage de tuyau est constitué par un anneau fendu en une matière élastique ayant 30 des saillies en forme de dents siq/sa surface interne, cet anneau ayant avant d'être fendu un diamètre intérieur approximativement égal ou légèrement inférieur au diamètre extérieur du tronçon de tuyau avec lequel l'anneau doit être en contact, et des moyens pour maintenir de manière amovible les extrémités de l'anneau 35 fendu suffisamment écartées pour qu'il soit possible de faire glisser facilement le manchon d'accouplement sur les extrémités de tronçons de tuyau voisins. 7« Manchon d'accouplement pour tuyaux suivant la revendication 5j caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément 40 annulaire et un second, placés entre le premier moyen de serrage 69 27183 n 2038093 et le second et l'élément d'étanchéité se trouvant dans la seconde- rainure de chaque paire, respectivement, et mobiles axialement avec le moyen de serrage correspondant.