Brevet FR2118835A1 — publié le 19720804

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de raccord par explosion de l'extrémité d'un tuyau et elle est particulièrement utile pour la jonction de tuyaux métalliques de grand diamètre, par exemple de 30 cm ou plus. On a proposé autrefois de réaliser le raccord d'un tuyau par l'introduction de son extrémité dans un élément tubulaire qui est ensuite rétreint par un appareil mécanique, en général à commande hydraulique, qui resserre l'élément tubulaire extérieur autour de l'extrémité du tuyau, afin de réaliser un joint étanche au fluide entre elle et ltélément tubulaire. Il faut des forces de rétreinte importantes et l'équipement est en général encombrant. Cette technique n'a pas été appliquée d'une manière générale,en particulier à des tuyaux de grand diamètre ou pour un travail effectué sur place, du fait des difficultés de transport de l'équipement et d'accès au site de la jonction. Une autre difficulté de ce procédé est le fait qu'il est relativement lent et peu commode,en particulier pour des travaux importants et pour des tuyaux de grand diamètre. D'une manière générale, on a utilisé, pour réaliser les ionc- tions des gros tuyaux, des techniques de soudage qui nécessitent des ouvriers expérimentés et des conditions déterminées du site. Du fait de l'utilisation croissante des canalisations pour le transport de fluides ou de matières pouvant être transportées par des fluides sur de qrandes distances, il existe un besoin important pour une technique de jonction plus économique que celle utilisée jusqu'à présent et qui souffre moins des difficultés de transport, d'accès, de conditions déterminées du site et d'habileté des ouvriers. On a proposé dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 1.437.259 de réaliser une connexion électrique avec un fil conducteur par un tube qui est rétreint autour du fil par une matrice annulaire qu'une explosion entraine axialement au tube. La présente invention concerne une technique semblable destinée à la réalisation d'un raccord à l'extrémité d'un tuyau et à la suppression des difficultés de transport de l'équipement, d'accès, de conditions déterminées du site et d'habileté des opérateurs qu'on éprouve avec les techniques actuelles pour la jonction des tuyaux. Un procédé selon l'invention, pour relier l'extrémité d'un tuyau à un dispositif de jonction comportant un élément tubulaire a l'intérieur duquel coulisse librement l'extrémité du tuyau, consiste à monter une enveloppe tubulaire dans laquelle un passage contient une matrice annulaire disposée autour de l'élément tubulaire et à entraîner la matrice le long du passage par l'allumage d'une charge explosive dans celui-ci, le passage provoquant la réorein-e te l'élément tubulaire autour de l'extrémité du tuyau par la matrice et son application contre lui d'une manière étanche au fluide. La présente invention concerne également un appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé et comprenant un dispositif de jonction comportant un élément tubulaire. L'extrémité du tuyau coulisse à l'intérieur de l'élément tubulaire dont une partie de diamètre extérieur réduit est espacée de son extrémité libre et forme un évidement. Dans l'évidement, une matrice annulaire entoure étroitement l'élément tubulaire autour duquel est ajustée une charge explosive sur un coté de la matrice qui est éloigné de l'extrémité libre de l'élément tubulaire. Une enveloppe tubulaire comportant un passage entoure ledit élément tubulaire et un organe en forme de coin,ajusté étroitement dans le passage,est destiné à former dans l'évidement une chambre de combustion fermée par la matrice et contenant la charge explosive. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent, à titre explicatif,mais nullement limitatif, deux formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins, la figure 1 est une vue en perspective de l'enveloppe amovible d'un dispositif de jonction selon l'invention ; la figure 2 est une coupe d'un dispositif de jonction selon l'invention monté autour de deux extrémités de tuyaux, avant que la charge explosive a détoné la figure 3 est une coupe de la jonction des tuyaux qui est formée par l'assemblage de la figure 2,après que la charge explosive a détoné ; et la figure 4 est une coupe semblable a celle de la figure 3, mais en représente une variante de réalisation. L'enveloppe 1 de la figure 1 est en acier et comprend deux parties semblables 2, 3 en forme de gorges semi-circulaires, coin- portant à chaque extrémité un rebord intérieur semi-annulaire 4, 5. Des tubes alignés 6, 7 sont disposés de chaque côté des parties 2 et 3,dont ils font partie intégrante. Les tubes 6 d'un côté sont décalés par rapport aux tubes 7 de l'autre côté, dans le sens de la longueur de l'enveloppe,de manière que les deux parties 2 et 3 puissent être fermées l'une contre l'autre,afin de former une enveloppe tubulaire, les tubes 6 d'une partie s'intercalant entre les tubes 7 de l'autre.Comme on le voit sur la figure 1, les tubes 6 et 7 des côtés voisins des parties 2 et 3 comportent des alésages de diamètre uniforme par lesquels passe une broche d'articulation 8 qui permet aux parties 2 et 3 de pivoter, afin d'ouvrir et de fermer l'enveloppe. Les tubes 6, 7 qui sont situés sur les côtés éloignés des parties de l'enveloppe comportent des alésages coniques destinés à loqer une broche conique et amovible 9 qui fixe les parties 2 et 3 lorsqu'elles sont fermées. Le dispositif de jonction de la figure 2 comprend l'enveloppe 1 de la figure 1 qui est fermée autour d'un tube de jonction 10 dans lequel coulissent les extrémités 11, 12 des tubes, introduites par les extrémités opposées de l'enveloppe. Les extrémités 13 du tube de jonction 10,dont le diamètre est agrandi, ménagent entre elles un évidement annulaire 14 autour du tube 10, au milieu de l'enveloppe 1. Les extrémités 11, 12 des tubes sont entourées par des ouvertures 15 délimitées par les rebords 4, 5 des parties 2 et 3 dans lesquelles elles coulissent. Les ouvertures sont es pacées des extrémités du tube 10 par des bagues d'étanchéité 16 qui, de préférence, sont des bagues fendues pouvant être montées facilement autour des extrémités des tubes et qui peuvent être en une matière plastique élastique telle que du polyéthylène. Deux matrices annulaires 17 sont disposées dans l'évidement 14, chacune d'elles à une extrémité. Elles sont constituées par des segments qui permettent de les assembler à la main autour du tube de jonction 10 et de les ajuster étroitement dans l'evidement 14. Leurs surfaces cylindriques extérieures sont ajustées étroitement dans le passage tubulaire 18 de l'enveloppe 1. Leurs extrémités éloignées sont arrondies intérieurement dans leurs parties 19 qui portent contre les extrémités de l'évidement 14. Les matrices 17 peuvent être en métal ou en une matière plastique rigide, par exemple une résine de polycarbonate, une résine phénolique macérée vendue sous le nom commercial de MASONITE ou bien une résine de polycarbonate chargée par du verre. L'espace séparant les matrices 17, à l'intérieur de l'enveloppe 1 et autour de l'évidement 14, forme une chambre de combustion qui contient une charge explosive annulaire 20 dispose entre des bagues d'étanchéité 21 proches des matrices 17. D'une manière appropriée, les bagues 21 sont fendues afin de faciliter leur montage. Elles peuvent être en polyéthylène ou en une matière appropriée et elles sont destinées à limiter les fuites de gaz de combustion au delà des matrices 17. La charge 20 peut etre un explosif plastique et moulé ou bien une charge moulée en forme de segment ou bien un explosif en grains empaqueté facilitant l'assemblage. Le fil d'un détonateur pénètre dans la charge par une petite ouverture 22 de l'enveloppe et il est relié à un circuit électrique 23 situé à l'extérieur de l'enveloppe 1. En service, les extrémités 11, 12 des tubes sont introduites et coulissent dans les extrémités opposées 13 du tube de jonction 10, de chaque côté de l'évidement 14. Les bagues d'étanchéité 16, 21, les matrices annulaires 17 et la charge explosive 20 sont placées autour du tube de jonction 10 et l'enveloppe 1 est fermée autour de l'ensemble, de la manière représentée sur la figure 2. La broche conique 9 est introduite dans les alésages coniques des tubes 6 et 7, afin de maintenir l'enveloppe fermée. Les matrices 17 sont écartées l'une de l'autre par l'explosion de la charge 20 et elles sont maintenues dans le passage 18, de manière à rétreindre les parties 13 de grand diamètre du tube et à les appliquer d'une manière étanche au fluide contre les extrémités 11, 12 des tubes. Les rebords 4, 5 de l'enveloppe 1 constituent des butées qui limitent le mouvement de séparation des matrices 17 qui est amorti par les joints 16. Lorsque la broche conique 9 est expulsée, l'enveloppe, les joints 16, 21, les matrices 17 et les produits de combustion sont enlevés et on obtient une jonction telle que celle représentée sur la figure 3, dans laquelle le tube 10 relie les extrémités 11, 12 des tubes. L'alésage interne de la partie évidée du tube de jonction 10 correspond étroitement à celui des extrémités 11 et 12 des tubes. Dans la variante de la figure 4, un manchon de garniture 24 est disposé dans la partie évidée du tube de jonction 10, afin de renforcer cette partie à l'encontre de la force de l'explosion > et afin de faire correspondre les diamètres effectifs des extré- mités 11, 12 des tubes et celui du dispositif de jonction 10. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé pour relier l'extrémité d'un tuyau à un dispositif de jonction comportant un élément tubulaire à l'intérieur duquel coulisse librement l'extrémité du tuyau, caractérisé en ce qu'il consiste à monter une enveloppe tubulaire (1) comportant un passage (18) contenant une matrice annulaire (17) autour de l'élément tubulaire (10) et à l'entraîner le long du passage (18) par la détonation d'une charge explosive (20) dans le passage (18), de manière que la matrice (17) rétreigne l'élément tubulaire (10) autour de l'extrémité (11) du tuyau et l'applique contre celle-ci d'une manière étanche au fluide. 2. Appareil de jonction destiné à la mise en oeuvre du procédé de la revendication 1, comprenant un dispositif de jonction comr portant un élément tubulaire à l'intérieur duquel coulisse l'extrémité du tuyau, caractérisé en ce qu'une partie de diamètre ex térieur réduit (14) de l'élément tubulaire (10) est espacée de son extrémité libre (13) et forme un évidement (14) dans lequel une matrice annulaire (17) entoure étroitement l'élément tubulaire (10), une charge explosive (20) ajustée autour de celui-ci (10) dans l'évidement (14) étant disposée sur le côté de la matrice (17) éloigné de l'extrémité libre (13) de l'élément tubulaire, une enveloppe tubulaire (1) comportant un passage (18) entourant l'élé- ment tubulaire (10) et contenant la matrice (17) qui est ajustée étroitement, le passage formant dans l'évidement (13) une chambre de combustion fermée par la matrice (17) et contenant la charge explosive (20). 3. Appareil de jonction suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (10) a la forme d'un tube, dont une partie médiane (14) de diamètre extérieur réduit constitue l'évidement (14), les côtés opposés (13) de la partie médiane étant destinés à loger chacun l'extrémité (11, 12) d'un tube, deux matrices annulaires (17) disposées chacune à une extrémité de l'évidement (13) logeant entre elles la charge explosive (2) et étant ajustées étroitement dans un passage (18) de l'enveloppe tubulaire (1). 4. Appareil de jonction suivant la revendication 3, caractérisé en ce que des resserrements annulaires et intérieurs (4, 5) des extrémités opposées de l'enveloppe tubulaire (1) sont espacés des extrémités (13) du dispositif de jonction (10) par des joints annulaires et élastiques (16). 5. Appareil de jonction suivant l'une des revendications .2 , 5 et 4 , caractérisé on ce qu'non manchon de garniture (24) est disposé dans l'élément tubulaire (10) a l'endroit de l'évidement (14). 6. Appareil de jonction suivant l'une quelconque'des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe tubulaire (1) comprend deux parties séparables (2, 3) divisées suivant l'axe de ltenve- loppe (1) et qui sont fixées l'une à l'autre (9, 6, 7).