Brevet FR2136881A1 — publié le 19721229

La présente invention se rapporte 9 des dispositifs de raccordement étanche notamment pour des canalisations à liquides. Plus particulièrement la présente invention concerne un dispositif de raccordement étanche entre les extrémités contigus de canalisations, sous forme de tubes ou de tuyaux, destinées notamment à l'écoulement de boues ou ciments liquides utilisés dans les techniques de forage ; ce dispositif étant conçu pour que le raccordement étanche puisse être réalisé d'une part sans nécessiter un mouvement de rotation des éléments de canalisation et/ou des lé- ments de raccord proprement dits, et d'autre part de manière très rapide en assurant une parfaite étanchéité et sans risque de désaocouplement des éléments de raccord même si la canalisation est mise en rotation dans l'un ou l'autre sens. Dans la technique actuelle, on connais de nombreux types de dispositifs de raccordement, entre tuyaux, tubes, conduites, etc... tels que par exemple les raccords à brides de serrage boulonnées, les raccords filetés à éléments mâle et femelle ou à manchon, les raccords à griffes de verrouillage à enclenchement par rotation, etc...La plupart de ces dispositifs de raccordement présentent de nombreux inconvénients suivant l'utilisation à laquelle ils sont destinés et entre autres, les raccords à brides sont difficiles et longs à assembler à cause de leurs boulons de serrage qui doivent être bloqués avec le maximum d'équilibrage entre eux ; les raccords filetés nécessitent pour leur vissage la rotation d'au moins une des longueurs de tuyaux à assembler, doivent être bloqués fermement pour éviter leur dévissage éventuel, et la longueur de tuyau ainsi formée ne peut être soumise à une rotation inverse du sens de vissage sans risque de voir les raccords se débloquer, ce qui limite leur gamme d'utilisations ; les raccords à griffes ne peuvent pour leur part, quatre utilisés dans des canalications fixes, c'est-à-dire ne devant pas etre soumises à un effort de transmission de rotation quelconque. En conséquence, c'est un des principaux objets de la présente invention de fournir un dispositif de raccordement pour des longueurs de tuyaux, tubes, conduites, etc... qui élimine entre autres les inconvénients énoncés ci-dessus des dispositifs de raccordement connus, et qui soit apte à la transmission d'un effort de rotation dans un sens ou dans l'autre fournit à une longueur de tuyau pour l'entratnement de plusieurs longueurs assemblées, sans risque de désaccouplements entre ces longueurs, et trouvant ainsi par exemple une application pour la colonne de tubes, d'une sonde, d'une tarière continue ou de tout autre appareil de forage, destinée au passage de boues ou ciments liquides Selon l'invention, un tel dispositif de raccordement étanche pour des longueurs de tuyaux, tubes, conduites ou similaires destinées à tre soumises à une rotation dans un sens ou dans l'autre, constitué de deux éléments de raccord serrés entre eux avec interposition d'un joint au moyen d'une bague de serrage, est caractérisé en ce que:le premier élément de raccord fixé à une extrémité d'une longueur de tuyau comporte une bride portant du côté opposé au tuyau des goujons axiaux à encoche radiale et munie du même côté d'une rainure circulaire, intérieure aux goujons, mais extérieure à son alésage, pour l'insertion d'un joint ; le second élément de raccord fixé à l'extrémité de la longueur de tuyau d raccorder comporte une bride portant des trous transversaux destinés à être traversés par les goujons de l'autre bride ; la bague de serrage est conçue pour coulisser et tourner librement sur la partie de liaison au tuyau du second élément de raccord, et compor- te une gorge périphérique décolletée dont la collerette c8té bride est munie d'entailles pour la pénétration des extrémités libres des goujons, afin que par sa rotation, chaque partie de collerette entre entailles pénètre dans l'encoche du goujon correspondant en serrant et en verrouillant l'une contre l'autre et de manière étanche par écrasement du joint interposé, les brides des éléments de raccord. D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif d'un tel dispositif de raccordement, représenté dans le dessin ci-joint dans lequel La figure 1 est une vue explosée en perspective d'un dispositif de raccordement de longueurs de tuyaux selon l'invention. La figure 2 est une vue en perspective montrant des détails de construction de la bague de serrage du dispositif repr~- senté dans la figure 1. Comme représenté dans ces figures, on voit que le dispositif de raccordement étanche, entre des longueurs de tuyaux, tubes, conduites ou similaires comprend : deux éléments de raccord 1, 2 (l'élément 1 étant sous forme d'un organe mâle, alors que l'élément 2 constitue un organe femelle) un joint d'étanchéité 3 sous forme torique et une bague 4 de serrage et de verrouillage du raccordement. L'élément mâle 1 est constitué par un manchon 5 portant une bride 6 à une extrémité et soudé ou autrement convenablement fixé par son autre extrémité à l'extrémité d'un tuyau T1. Cette bride porte plusieurs goujons axiaux 7 équidistants circonférentiellement et est munie d'une rainure circulaire 8 située entre son alésage 9 et l'intérieur des goujons. Cette rainure 8 est con çue pour l'engagement du joint torique 3 et le maintenir en elle sensiblement à mi-épaisseur. Chaque goujon 7 comporte à son extrémité libre une encoche radia1e1#ont le bord caté bride 6 est situé à une distance de celle-ci légèrement supérieure à l'épaisseur de la bride de l'élément femelle 2 et dont la largeur est prévue en fonction de l'épaisseur de la collerette 11 de la bague de serrage 4. L'élément femelle 2 est constitué par un manchon 12 portant une bride 13 à une extrémité et soudé ou autrement fixé par son autre extrémité à l'extrémité d'un tuyau T2. Cette bride 13 est percée de plusieurs trous 14, en nombre correspondant à celui des goujons 7 et destinés à être traversés respectivement par ceux ci. La bague de serrage et de verrouillage 4 est sous forme d'une bague à ajustement libre sur le manchon 12 et est décolletée de manière à fournir une gorge périphérique 15, une collerette de verrouillage 16 et une collerette de manoeuvre 17. La collerette de verrouillage 16 est prévue de diamètre légèrement inférieur à celui entre les fonds d'encoches de deux goujons 7 opposés et comporte plusieurs entailles semi-circulaires 18 situées en correspondance avec les trous 14 de la bride 13 et destinées à laisser passer respectivement la partie pleine d'extrémité de chacun des goujons 7. L'épaisseur de cette collerette 16 est prévue sensiblement inférieure à la largeur des gorges 10 des goujons mais toutefois suffisante pour que lors de son engagement dans ces gorges, le joint 3 se trouve suffisamment écrasé entre les brides 6 et 13; pour ce faire on peut prévoir également chaque entaille 18 avec un chanfrein de bord caté gorge 15 pour faciliter l'engagement des parties de collerette adjacentes dans la gorge 10 correspondante en tournant la bague 4 dans un sens ou dans l'autre et pour obtenir un écrasement effectif du joint 3 par la face lisse de la bride 13. La gorge 15 est prévue de largeur légèrement supérieure à la partie-pleine de l'extrémité libre de chaque goujon 7 et a un diamètre de fond légèrement inférieur à celui des entailles 18.La collerette de manoeuvre 17 est prévue de largeur suffisante pour accepter dans sa périphérie le percement de trous borgnes 19 ou de créneaux destinés à accepter l'engagement d'une clé à ergot pour tourner la bague 4. A noter que cette bague 4 comporte également un ergot 20 de butée qui bloque sa rotation de verrouillage. De cette description des organes constituant le dispositif de raccordement, objet de la présente invention, on comprend nettement les manoeuvres à réaliser pour raccorder de manière étanche deux longueurs de tuyau qui pourront âtre éventuellement soumises à une rotation par l'application d'un effort de rotation sur au moins l'une d'elles.En effet, lorsque deux longueurs de tuyau, de tube, ou de conduite portant respectivement à leur extrémité de liaison un élément m le 1 et un élément femelle 2 avec, engagée sur le tuyau, à l'arrière de ce dernier une bague 4, doivent Entre raccordées, il suffit d'engager les goujons 7 de la bride 6, portant le joint 3 encastré dans sa rainure 8, dans les trous correspondants de la bride 13 opposée, puis de forcer la bague 4 con- tre l'arrière de cette bride avec sa collerette 11 plaquée contre etses entailles se présentant devant les gorges 10 des goujons 7, et enfin de faire tourner cette bague 4 pour engager chaque partie libre de la collerette dans la gorge du goujon correspondant jus qu'à ce qu'un des goujons vienne en butée sur l'ergot 20, le joint 3 se trouvant ainsi écrasé entre les brides 6 et 13, et le dispositir de raccordement étant ainsi verrouillé. On comprendra que dans une application de ce dispositif de raccordement par exemple à une colonne de longueurs de tube pour un appareil d'injection de boue ou de ciment liquide, chaque élément de raccord mâle doit de préférence Entre situé toujours en dessous de l'élément de raccord femelle afin de faciliter la prise de la bague de serrage et de verrouillage et pour ne pas risquer de voir celle-ci glisser vers le dispositif de raccordement déjà assemblé et situé en général dans le puits foré. On conviendra par ailleurs, que les goujons peuvent 8tre prévus en nombre suffisant pour offrir une transmission d'effort de rotation convenable dans le cas où la colonne de tubes est assemblée pour ltentratnement d'un outil du type trépan ou tarière. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'#tre décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de raccordement étanche, pour des longueurs de tuyaux, tubes, conduites ou similaires, notamment destinées à être soumises à une rotation dans un sens ou dans l'autre, constitué de deux éléments de raccord serrés entre eux, avec interposition d'un joint, au moyen d'une bague de serrage, caractérisé en ce que:le premier élément de raccord fixé à une extrémité d'une longueur de tuyau comporte une bride portant du côté opposé au tuyau des goujons axiaux à encoche radiale et munie du même côté d'une rainure circulaire intérieure aux goujons mais extérieure à son alésage, pour l'insertion d'un joint ; le second élément de raccord fixé à l'extrémité de la longueur de tuyau à raccorder comporte une bride portant des trous transversaux destinés à être traversés par les goujons de l'autre bride ; la bague de serrage est conçue pour coulisser et tourner librement sur la partie de liaison au tuyau du second élément de raccord, et comporte une gorge périphérique décolletée dont la collerette côté bride est munie d'entailles pour la pénétration des extrémités libres des goujons, afin que par sa rotation chaque partie de collerette entre entailles pénètre dans l'encoche du goujon correspondant en serrant et en verrouillant l'une contre l'autre et de manière étanche par écrasement du joint interposé, les brides des éléments de raccord. 2 - Dispositif de raccordement étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque goujon comporte à son extrémité libre une encoche radiale de largeur légèrement plus forte que l'épaisseur de la collerette de la bride de serrage et dont le diamètre à fond de gorge est légèrement plus fort que celui de cette collerette, le bord OAOt# bride de cette encoche étant situé à une distance de la face de cette bride plus forte que l'épaisseur de la bride du second élément de raccord, cette distance étant toutefois çrévue pour que lors de l'engagement de ladite ool- lerette dans lesdites encoches, le joint entre brides soit écrasé suffisamment pour finir une bonne étanchéité du dispositif de raccordement. 3 - Dispositif de raccordement étanche selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la rainure pour le joint dans la bride du premier élément est conçue pour engager le joint sur une partie de son épaisseur et le maintenir en position, mSme lorsque les éléments de raccord sont désaecou- plés. 4 - Dispositif de raccordement étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément de raccord est constitué d'un manchon fixé à une extrémité à l'extrémité du tuyau à raccorder et portant à son autre extrémité une bride radiale. 5 - Dispositif de raccordement étanche selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bague de serrage est prévue avec un alésage à ajustement libre sur le manchon du second élément de raccord et est décolletée pour fournir une gorge périphérique d'engagement libre du bord libre de ltenco- che des goujons, une collerette de verrouillage comportant lesdites entailles de passage des goujons et une collerette opposée, située caté tuyau et munie de trous borgnes ou de créneaux pour manoeuvrer cette bague en rotation au moyen d'un outil 6 - Dispositif de raccordement étanche selon la revendication 5, caractérisé en ce que la collerette à entailles a un diamètre moindre que celui au fond des encoches des goujons et une épaisseur moindre que la largeur de ces encoches, et en ce que le diamè- tre au fond de la gorge est légèrement inférieur à celui du fond des entailles.