Brevet FR2263443A1 — publié le 19751003

La présente invention concerne un appareil d'assemblage télescopique de deux éléments tubulaires de canalisation, du type comportant des enveloppes annulaires à fluide sous pression susceptibles de su appuyer radialement contre la surface interne des éléments tubulaires, et des moyens hydrauliques ou pneumatiques pour rapprocher les enveloppes sous pression ainsi solidarisée des éléments à joindre. Le brevet des Etats-Unis d1Amérique n0 3 233 315 décrit un appareil du type précité, dans lequel les enveloppes annulaires à fluide sont logées à la périphérie de couronnes annulaires radiales rigides solidaires d'un vérin coaxial avec les éléments tubulaires à assoebler. lorsque l'ap- pareil est en place dans les éléments tubulaires, l'effort exercé par le vérin permet leur rapprochement et leur assemblage. Toutefois, et cela est bien indiqué à plusieurs reprises dans le texte du brevet, l'appareil joue un rotule essentiel dans l'alignement des deux éléments tubulaires pendant leur assemblage, puisqu'il maintient constamment entre leurs axes respectifs une liaison rigide. Or, on peut avoir à joindre des tuyaux sans souhaiter pour autant les aligner, mais en respectant, au contraire, entre eux, un léger écart angulaire. Les tuyaux de grand diamètre ne sauraient en effet, étant donné le manque total de souplesse de leur fGt, se prêter à la moindre courbure, au moment de la pose, pour rattraper même un très petit écart angulaire dans le tracé de la canalisation. Notamment lorsque ces tuyaux sont équipés de joints automatiques à compression radiale, ces joints peuvent au contraire absorber, dans certaines limites, de telles déviations. Il suffit pour cela que les garnitures d'étanchéité soient calculées avec tout le soin nécessaire, en intégrant dans ce calcul les tolérances dismetrales sur les éléments tubulaires, leurs ovalisations, la qualité de ltélastonère employé, etc ...Dans ces conditions, il n'est pas impensable d'absorber, sur un joint, un écart angulaire de plusieurs degrés. L'invention a donc pour but de fournir un appareil permettant ltas- semblage mécanique de tuyaux, et utilisable rnême, et surtout, si lton veut conserver l'écart angulaire entre deux éléments ssucce w ifs de la canalisation à poser. A cet effet, l'invention a donc pour objet un appareil d'assemblage télescopique de deux éléments tubulaires de canalisation, du type comportant des enveloppes annulaires à fluide sous pression susceptibles de s'appuyer radialement contre la surface interne desdits éléments et des moyens hydrauliques ou pneumatiques pour rapprocher les enveloppes sous pression ainsi solidarisées des éléments à Moindre, caractérisé en ce que ces moyens hydrauliques ou pneumatiques comprennent au moins trois vérins articulés à leurs extrémités respectives sur deux supports d'enveloppe annulaire à fluide sous pression. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels la Fig 1 est une vue en coupe longitudinale diamétrale d'un appareil selon l'invention, monté à l'intérieur de deux tuyaux présentant entre eux un écart angulaire, et prêts à etre assemblés; la Fig. 2 est une vue analogue à celle de la Fig. 1, après assemblage des deux tuyaux, l'appareil étant prêt pour un essai d'étanchéité. Selon la Fig. 1, l'appareil représenté est destiné à l'assemblage d'éléments tubulaires successifs de canalisation, Tl, T2 comportant chacun un emboîtement a et un bout malle uni b. Une garniture G, en caoutchouc ou matière similaire dans ses propriétés, assure, comme connu en soi, l'étanchéité entre les deux éléments par serrage radial. Après assemblage des canalisations T1 et T2, cette garniture est en effet écrasée radialement comme représenté à la Fig. 2. Le dispositif selon l'invention comprend essentiellement un jeu de trois vérins tubulaires U, V, W à double effet, articulés respectivement à chacune de leurs extrémités sur deux supports d'enveloppes sa, Sb, le vérin U n'étant pas représenté sur les Fig. Les trois vérins U, V, W sont disposés à 1200. Dans l'application rapportée, ils ont une force individuelle de 10 tonnes et sont alimentés séparément par des pompes indépendantes. Dans la suite de la description, comme les supports Sa et Sb et leur enveloppe respective sont indentiques, les mêmes éléments constitutifs de chacun d'eux porteront le même repère numérique affectet de l'indice a côté emboîtement, et b côté mâle uni. Chaque support d'enveloppe S (Sa ou 5b) comporte deux flancs annulaires parallèles 1 et 2, réunis entre eux par une jante 3 cylindrique servant au logement d'une enveloppe annulaire gonflable désignée dans son ensemble par la lettre E. Les flancs la et lb des supports Sa et b sont disposés en regard l'un de l'autre et traversés par les vérins U, V, W, articulés sur les flancs annulaires d'extrémité 2a et 2b qui sont prévus pour supporter l'effort d'emmanchement des canalisations TI et T2 appliqué par les vérins, effort qui peut atteindre 30 tonnes. Par contre, les flancs 1a et1b ne jouent qu'un rôle de maintien des enveloppes annulaires gonflables Ea et Eb et peuvent donc être moins épais. En outre, ces flancs la et 1b présentent un diamètre intérieur supérieur à celui des flancs 2a et 2b de fanon à permettre le passage des vérins. Chaque enveloppe E comprend une paroi périphérique cylindrique en élastomère 4, et deux parois latérales planes 5 également en élastomère et d'une moindre épaisseur. Chaque paroi périphérique 4 présente, au repos, un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre extérieur des flancs 1 et 2 qui la bordent. De cette fagon, à l'état non gonflé, les enveloppes E ne dépassent jamais des flancs 1 et 2 et ne gênent pas l'appareil danses déplacements. D'autre part, cette paroi périphérique 4 a une épaisseur supérieure à l'esplace annulaire subsistant entre la tranche des flancs annulaires 1 et 2 et la cavité tubulaire des éléments de canalisation TI et T2, de telle sorte qu'il n'existe aucun risque de fluage à travers cet espace, des parois latérales 5 de l'enveloppe.Ces parois peuvent donc être minces et souples, ce qui leur permet d- suivre la paroi périphérique 4 dans son affaissement quand 11 enveloppe n'est pas gonflée. Il n'y a pas d'autre paroi interne de l'enveloppe que celle constituée par la jante 3 dans laquelle arrive un tuyau 6 d'alimentation en fluide sous pression. Les deux tuyaux 6a et 6b d'alimentation des deux enveloppes gonflables Ea et Eb sont reliés à un distributeur 7 fixé, pour des raisons de commodité, sur la tranche interne de l'un des flancs annulaires 2b du support d'enveloppe Sb. Pour compléter cet appareil une disposition particulière permet de faire un éssai d'étanchéité, après le montage des éléments de canalisation, sans aucune autre contrainte du genre remblaiement ou installation de butée. Comme on le voit sur la Fig. 2, lorsque les canalisations TI et T2 sont en place, une gorge annulaire 8 est définie par une pièce annulaire 9 soudée en saillie axiale sur le flanc annulaire 1a du support d'enveloppe Sa. . Pour assurer l'étanchéité nécessaire avec le b du support b une garniture compressible sb flanc 1 du support Sb , une garniture compressible 10 est logée dans une gorge cylindrique 11 portée par la tranche 12 de cette pièce annulaire 9 dans laquelle débouche un tuyau souple 13 d'alimentation en fluide relié au distributeur 7.Enfin, pour assurer la transmission des efforts dans les limites angulaires que permet la construction, les vérins U,V,W sont articulés sur les supports S par des articulations 16 et 17 pour le vérin V, 18 et 19 pour le vérin W et non visibles sur les Fig. pour le vérin 8. Comme connu par ailleurs, les supports S sont équipés de roulettes 20 et 21 disposées dans l'un ou l'autre de deux plans axiaux faisant entre eux un angle, par exemple de 600, de manière à rendre possible le déplace ment de cet appareil dans la conduite, au fur et à mesure de l'avancement de sa pose. Le mode d'utilisation de appareil sera maintenant expliqué par référence aux Fig. 1 et 2 sur lesquelles écart angulaire entre les deux éléments de canalisation Ti, T2 à assembler a été volontairement exagéré, pour bien mettre en lumière le jeu différentiel des vérins. Les deux éléments de canalisation, TI à emboîtement, et T2 à bout uni, présentent un écart angulaire i. Il sera supposé que ltélément T1 a été le premier posé et que l'élément T2 va être présenté en vue de l'assem- blage. Tout d'abord, l'appareil, qui vient par exemple d'être utilisé dans ltassemblage du bout uni de TI dans ltemboltement de 11 élément adjacent, est amené à proximité de l'emboîtement de l'élément T1. Par des moyens connus mettant enoeuvredes palans, grues, ou appa- reils de manutention quelconques, l'élément T2 est approché de façon que son bout uni se présente à 11 entrée de l'emboltement de l'élément TI, comme représenté à la Fig. 1. Ensuite, le support Sa, côté emboitement de TI, est installé dans le fût de T1, à la limite exacte de ltemboltement et du fût, le flanc annulaire la du support Sa affleurant exactement la tranche d'extrémité du fat de l'élément T1. Son enveloppe est gonflée pour le maintenir dans cette position. Il est alors pratiqué une extension différentielle des trois vérins, de façon à rendre le support Bb, coté bout uni de l'élément T2 perpendiculaire à l'axe de cet élément. On procède alors au blocage du support 5b à l'intérieur de la cavité annulaire de la canalisation T2, quelque peu en retrait de la tranche d'extrémité du bout uni de ltélément T2. On voit que dans cette position les tiges des vérins sont inégalement sorties, la tige du vérin W faisant saillie hors du corps de vérin sur une plus grande longueur que la tige du vérin V.Dans cette position, on gonfle l'enveloppe Eb, coté T2, puis on procède à l'assemblage des éléments, en commandant simultanément les trois pompes alimentant les trois vérins de façon qu'il y ait une rétraction identique des tiges de ces vérins provoquant la progression du bout uni de l'élément T2 parallèlement à lui-même, jusque dans la position définitive des canalisations T1 et T2 représentée à la Fig. 2 On peut alors procéder à l'essai d'étanchéité du joint G. Cet essai ne peut se faire sans précautions spéciales que lorsque les éléments de canalisation T1 et T2 sont parfaitement alignés.La garniture d'étanchéité 10 fermant la gorge 8 destinée à l'essai d'étanchéité n'est en effet pas d'une telle épaisseur qu'elle puisse absorber tous les écarts angulaires admissibles pour l'ap pareil dans son ensemble. On procède donc, dans ce cas le plus général d'une déviation angulaire, de la façon suivante L'enveloppe E b caté bout uni, c'est-à-dire du côté de l'élément T2, est dégonflée, et cette fois, les vérins sont déplacés différentiellement de fanon que le support 3 vienne s'appliquer, par la face d'extrémité du flanc b contre la garniture 10 fermant la gorge 8.Dans cette position, le sup- port b présente avec un plan transversal à l'élément T2 le même écart angu b laire que présentent entre eux les éléments Tl et T20 L'enveloppe Eb est alors gonflée à l'intérieur de T2, ce qui fait prendre à sa paroi périphé b iP une position inclinée par rapport à la jante b rique k une position inclinée par rapport à la jante 3 La Fig. 2 montre l'intérêt qu'il y a à disposer le demi-appareil caté bout uni à quelque distance en retrait par rapport à l'extrémité de l'élément de canalisation dans la position pour l'essai d'étanchéité, la paroi périphérique 4b de l'enveloppe gonflable Eb prend quand même appui sur toute sa dimension axiale à l'intérieur de la cavité tubulaire de la canalisation T20 Une fois la correction d'angle ainsi opérée pour fermer la gorge 8, l'essai d'étanchéité est pratiqué comme connu en envoyant du fluide dans la gorge annulaire 8 par la canalisation 13. REVENDICATIONS 1 - Appareil d'assemblage télescopique de deux éléments tubulaires de canalisation, du type comportant des enveloppes annulaires à fluide sous pression susceptibles de s'appuyer radialement contre la surface interne desdits éléments et des moyens hydrauliques ou pneumatiques pour rapprocher les enveloppes sous pression ainsi solidarisées avec les éléments à joindre, caractérisé en ce que ces moyens hydrauliques ou pneumatiques comprennent au moins trois vérins (U, V, W) articulés à leurs extrémités respectives sur deux supports (Sa sb) d'enveloppe annulaire b à fluide sous pression (Ea, E ). 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque support (S) comprend deux flancs annulaires parallèles (1,2 ) réunis entre eux par une jante cylindrique (3) portant ladite enveloppe annulaire à fluide sous pression (E). 3 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite enveloppe annulaire (E) comprend une paroi périphérique cylindrique (4) coaxiale à ladite jante (3) et formant avec celle-ci une enceinte fermée par deux parois latérales (5). 4 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi périphérique (4) et les parois latérales (5) sont faites d'un matériau élastomère, les flancs annulaires (1,2) présentant un rayon extérieur supérieur à celui de la jante (3) d'une distance radiale excédant l'épaisseur de la paroi périphérique cylindrique (b), de telle sorte que ladite enveloppe annulaire (E) présente un rayon extérieur inférieur à celui des flancs (1,2) lorsqu'elle n'est pas alimentée en fluide sous pression. 5 - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'épaisseur de la paroi périphérique (k) est supérieure à'espace annulaire subsistant entre la tranche des flancs annulaires (1,2) et la paroi interne de 11 élément de canalisation correspondant, évitant ainsi tout risque de fluage, à travers cet espace, des parois latérales (5) de l'enveloppe (E). 6 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la jante cylindrique (3) est traversée par une canalisation (#) reliée à des moyens dtalimentation en fluide sous pression. 7 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les vérins (U, V, W) sont articulés sur les flancs annulaires d'extrémité (2a,2b) opposés de chacun des supports, des ouvertures pour le passage de ces vérins étant pratiquées dans les flancs Ila, b) en regard des deux supports (Sa, 5b) 8 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'une pièce annulaire (9), disposée entre lesdits supports, est solidaire de l'un des flancs annulaires (la) de l'un de ces supports (sa), ), sa tranche dtextrémfté transversale (12) paral, lèle audit flanc (l ) portant une garniture d'étanchéité (10) suscep- tible de venir en appui sous l'action des vérins (U, V, w) contre le flanc annulaire correspondant (lob) de l'autre support (Sb), et sa paroi étant traversée par une canalisation (13) reliée, vers l'intérieur, à des moyens d'alimentation en fluide sous pression.