Brevet FR2281488A1 — publié le 19760305

L'i#vention concerne un assemblage fileté pour tubes de puits de pétro- le #ui compread, sur deux tubes à assembler, un élément mâle et un élément femelle présentant des filetages complémentaires. Cet as semblage peut être utilisé aussi bien comme assemblage intégral, dans lequel chaque tube est vissé dans le suivant, que comme assen- blage à manchon, dans lequel deux tubes peuvent titre réunis par un manchon spécial. La partie Ale du tube présente une portion terminale non filetée à profil bombé et une surface frontale qui forme une surface de butée. La partie femelle présente un évidement non fileté qui porte une surface de butée correspondante. L'engagement de la portion terminale bombée non filetée dans l'évidement et la mise en appui des surfaces de butée l'une sur l'autre assunxN une étanchéité par contact d'éléments métalliques. Ces assemblages filetés sont étanches aux gaz et aux liquides meme sous les pressions les plus élevées, de sorte que le gaz ou le pétrole qui est transporté sous haute pression dans la conduite formée par le train de tubes ne peut pas s'infiltrer dans les filets du filetage ni s'échapper à ltestérieur à travers l'assem- blage fileté . Cette observation est valable en particulier lorsque les surfaces de butée sont inclinées par rapport à la section droite du tube.Toutefois, dans ces assemblages filetés ainsi que d'autres assemblages filetés à étanchéité par contact métal sur métal, on éprouve des difficultés à obtenir un Joint étanche sup- plémentaire aussi fiable à l'extrémité du filetage de la partie femelle et, par ailleurs, à isoler le filetage de l'environnement extérieur à Joint étanche. Cet assemblage est particulièrement bien approprié pour mettre deux étages en exploitation, c'est-à- dire dans les cas ot le transport de matière s'effectue à l'int6- rieur et à I1 extérieur du train de tubes.Ceci tient essentiellement au fait que l'on dispose d'une course de vissage relativement longue pour établir le contact avec les bourrelets bombés des portions terminales, mais que la course de vissage dont on dispose pour mettre les surfaces de butée en appui et les faire contribuer à l'étanchéité est très courte. La distance séparant les surfaces de butée de l'extrémité intérieure et de l'extrémité extérieure du filetage de la partie tale doit etre exactement égale à la distance séparant les surfaces de butée correspondantes de la par tie femelle car, en effet, on doit pouvoir assembler des tubes ou manchons provenant de différents constructeurs. Le but de l'invention est de munir ltextrémité intérieure et l'extrémité extérieure du filetage d'un assemblage fileté d'éléments d'étanchéité métalliques présentant des surfaces de butée et de donner aux portions terminales du filetage une forme appropriée pour que les surfaces de butée entrent en contact d'une façon au moins approximativement uniforme aux deux extrémités. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait que la partie femelle comporte une portion terminale non filetée qui comprend un bourrelet bombé de convexité dirigée vers l'intérieur et qui présente une surface frontale qui forme une surface de butée, et en ce que la partie male présente un évidement non fileté destiné à former un joint étanche par contact métal sur métal en coopération avec la portion terminale de la partie femelle,et qui présente une surface de butée,et en ce que la partie male ou la partie femelle présente, dans sa portion terminale,une gorge annulaire à ouverture dirigée radialement et qui est ménagée entre le filetage et le bourrelet bombé. En reproduisant judicieusement la forme de la portion terminale non filetée à bourrelet bombé de l'extrémité intérieure du filetage de la partie male,sur la portion terminale prévue à llextrémi- té extérieure du filetage de la partie femelle,et en prévoyant une gorge annulaire appropriée capable de compenser les différences de longueur, on peut obtenir une étanchéité fiable du type métal sur métal aussi bien a l'extrémité extérieure du filetage qu'à l'estré- mité intérieure de ce filetage.En particulier tout en assurant l'interchangeabilité totale des tubes,on n'a plus à craindre que selon la tolérance qui est adoptée pour les distances entre surfaces de butée des parties males et des parties femelles assemblées, l'étanchéité soit obtenue uniquement à l'intérieur dans une combinaison d'éléments et uniquement à l'extérieur dans une autre combinaison. Suivant une autre caractéristique de l'invention,la gorge annulaire s'ouvre sur la surface du tube qui porte le filetage.De ce fait,la surface extérieure et la surface intérieure du tube restent lisses,de sorte que l'écoulement des fluides n'est pas gdné et qu'il ne se produit pas de tourbillons susceptibles d'engendrer une érosion.Suivant les particularités de chaque application,la gorge annulaire peut être prévue sur la portion terminale de la partie mtle et/ou de la partie femelle.Suivant une autre caractéristique de l'invention,la profondeur de la gorge annulaire est comprise entre 1/3 et 2/3 de l'épaisseur de paroi que le tube présente au niveau de cette gorget la largeur de la gorge annulaire est comprise entre 1/3 et 1/1 de cette épaisseur de paroi,l'adoption de ces cotes relatives ##t,av#c une dépense économiquement accewtabletde compenser les inévitables différences de distance entre surfaces de butée par blocage à force de l'assemblage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les distal ces entre surfaces de butée des tubes sont calculées avec des to lérances d'ajustement à serrage, ce qui assure l'interchangeabi lité des éléments. Suivant une autre caractéristique de l'invention qui favori se l'adaptation de la longueur des tubes au niveau de la portion terminale qui présente une gorge annulaire s'ouvrant radialement, les surfaces de butée opposées portées l'une par la partie femelle et l'autre par la partie ztle sont inclinées sur le plan de section du tube, d'angles qui diffèrent de quelques degrés, de telle manière que lors de l'établissement du contact initial entre les surfaces de butée, il se forme une fente présentant u profil en coin, vu dans une coupe longitudinale du tube et qui s'ouvre vers la surface intérieure ou vers la surface extérieure du tube, suivant le cas. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit à présent en regard du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une coupe longitudinale schématique repré sentant un exemple de réalisation d'un assemblage fileté suivant l'invention i et - la figure 2 est une vue de détail du aéae assemblage file- té à plus grande échelle. La figure 1 représente en coupe longitudinale partielle l'ae- semblage intégral de l'extrémité femelle 1 d'un tube et de l'extrémité male 3 d'un autre tube, après vissage. Les filetages des deux tubes 1 et 3, qui sont vissés l'un dans l'autre sont désignés par la référence 2. La partie mtle 3 présente une portion terminale 4 non filetée, comportant un bourrelet à profil périphérique bombé 5 et une surface de butée 6 constituée par sa surface frontale. La partie femelle 1 comporte, à l'extrémité correspondante de son filetage, un évidemment 7 qui présente une surface frouta- le 8. l'étanchéité est obtenue par le contact établi entre la surface bombée 5 de la portion terminale 4 et la surface de l'évi- dement 7 et également par le contact établi entre les surfaces frontales 6 et 8. Le vissage est limité par la rencontre des sur faces frontales 6 et 8. Â l'autre extrémité du filetage, on obtient un Joint étanche analogue et qui comporte également des surfaces de butée constituées par des surfaces frontales. Ici, une surface bombée 15 de la portion terminale non filetée 14 de la partie femelle 1 du tronçon de tubes établit l'étanchéité du joint en coopérant avec un évidement 17 prévu sur la partie male 3 de l'autre tube. Des surfaces frontales 16, 18 prévues, l'une sur la partie femelle 1 et l'autre sur la partie male 3, se rencontrent également lors du vissage et parachèvent l'étanchéité du Joint obtenu par le contact établi entre la surface bombé 15 et l'évidement 17. Pour obtenir à peu près la mdme étanchéité aux deux extrémités du filetage et faire buter les deux parties male et femelle 3 et 1 à ces deux extrémités, la partie mâle 3 est munie d'une gorge annulaire 9 qui s'ouvre radialement en direction du filetage. En remplacement ou en supplément de la gorge on peut prévoir une gorge annulaire analogue 10 sur la partie femelle 1. Dans la forme de réalisation représentée, la présence de la gorge annulaire 9 permet à la portion terminale 4 de fléchir et de se contracter, vue dans une coupe longitudinale pour adapter la distance entre les surfaces frontales de la partie m#le à la distance séparant les surfaces frontales 16, 8 de la partie femelle. les cotes sont calculées, dans le cadre des tolérances de fa brications, de manière qu'il s'établisse des Joints aussi étanches à l'extrémité intérieure et à l'extrémité extérieure du filetage, cet effet pouvant éventuellement titre obtenu par un raccourcissement de la partie måle 3. La figure 2 est une vue de détail représentant la portion terminale 4 au stade de l'établissement du contact initial des surfaces de butée 6 et 8. Ces dernières sont inclinées d'angles différents sur le plan de section du tube, de manière que la fente 20 ainsi formée présente un profil en coin qui s'élargit vers l'intérieur du tube. Après avoir atteint ce stade, on procède au serrage à force de l'assemblage, au cours duquel la fente 20 se rétrécit ou peut même éventuellement se fermer entièrement. REVENDICATIONS 1.- Assemblage fileté pour tubes de puits de pétrole, compre nuant, sur deux tubes à assembler, une partie male et une partie femelle qui présentent des filetages complémentaires, la partie male comportant une portion terminale non filetée pourvue d'un bourrelet bombé et d'une surface frontale qui forme une surface de butée, tandis que la partie femelle présente un évidement non fileté, destiné à établir un Joint étanche par contact métal sur métal, en combinaison avec ladite portion terminale de la partie måle et présentant également une surface de butée,cet assemblage étant caractérisé en ce que la partie femelle comporte une por tison terminale non filetée, qui comprend un bourrelet bombé dirigeant sa convexité vers l'intérieur et présente une surface frontale Jouant le rible de surface de butée, en ce que la partie nille présente un évidement non fileté, destiné à former un Joint étanche par contact métal sur métal en coopération avec la portion terminale de la partie femelle et présentant une surface de butée et en ce que la partie mtle ou la partie femelle présente, dans sa portion terminale une gorge annulaire qui dirige son ouverture radialement et qui est ménagée entre le filetage et le bourrelet bombé. 2.- Assemblage fileté selon la revendication 1 caractérisé en ce que la gorge annulaire 9 'ouvre sur la surface du tube qui porte le filetage. 3.- Assemblage fileté suivant la revendication 2, caractéri- sé en ce que la profondeur de la gorge annulaire est comprise entre 1/3 et 2/3 de 11 épaisseur de paroi que le tube présente au droit de cette gorge. 4.- Assemblage fileté selon la revendication 3, caractérisé en ce que la largeur de la gorge annulaire est comprise entre 1/3 et 1/1 de l'épaisseur de paroi que le tube présente au droit de cette gorge. 5.- Assemblage fileté selon l'une des revendications précé- deutesaaractérisé en ce que les distances entre surfaces de bute des tubes sont calculées avec des tolérances d'aåustemeat à serrage. 6.- Assemblage fileté suivant l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que au niveau de la portion terminale de la partie mtle ou de la partie femelle qui présente une gorge annulaire s'ouvrant radialement, les surfaces de butée opposées, prévues l'une sur la partie femelle et l'autre sur la partie male, sont inclinées sur le plan de section du tube d'angles qui diffèrent de quelques degrés, de telle manière que, lors de l'éta- blissement du contact initial entre les surfaces de butée, il se forme une fente présentant un profil en coin, vU dans une coupe longitudinale du tube, et qui s'ouvre vers la surface intérieure ou vers la surface extérieure du tube suivant le cas.