Brevet FR2309780A1 — publié le 19761126

La présente invention concerne généralement une méthode de soudure pour relier les extrémités de deux tubes habituellement placés dans un environnement sous-marin. En particulier, la présente invention se rapporte à une méthode de soudure pour relier llune à l'autre des extrémités de tubes qui peuvent etre en mauvais alignement l'une par rapport à l'autre. On sait relier des extrémités de tubes en mauvais alignement, en les soudant directement l'une à l'autre dans un environnement sous-marin. Cependant, dans de nombreux cas une telle connexion est très difficile étant donné les problèmes mis en cause pour couper les extrémités des tubes pour qu'elles correspondent, sans mentionner les problèmes mis en cause si un plongeur doit travailler dans un environnement sous-marin où les conditions de travail sont sensiblement limitées en termes de visibilité, msnoe vrabilité et ainsi de suite. En conséquence, c'est' unobjet de la présente invention de procurer une méthode de soudure pour relier ensemble des extrémités de tubes qui peuvent être en mauvais alignement. Un autre objet de la présente invention est de procurer une méthode de soudure pour relier les extrémités de tubes en mauvais alignement, sans avoir à faire correspondre les extrémités des tubes. Pour obtenir les objets ci-dessus, et d'autres encore, la présente invention procure une méthode de soudure pour connecter rigidement les extrémités des deux tubes qui peuvent être en mauvais alignement l'un par rapport à l'autre, et elle comprend les étapes de prévoir une paire d'éléments d'accouplement, dont chacun est connecté à une extrémité, à l'extrémité de l'un des tubes, à l'autre extrémité de l'un des éléments d'accouplement étant fixée une partie annulaire radialement élargie vers l'extérieur, ayant des côtés axialement vers l'avant et vers l'arrière, le coté vers l'avant au moins étant arrondi, à l'autre extrémité de l'autre élément d'accouplement étant fixée une enveloppe pour recevoir le côté avant arrondi de la partie élargie, pour permettre ainsi aux axes eentraux des éléments d'accouplement respectifs d'être inclinés en formant un angle l'un par rapport à l'autre, pour relier des extrémités de tubes également inclinées; d'insérer le côté avant arrondi de la partie élargie dans l'enveloppe en correspondance avec elle, de souder la partie élargie à l'envélop- pe, et de souder les éléments d'accoujlement aux tubes respectifs, pour obtenir ainsi une connexion rigide. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caErtéris- tiques, d étails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue de deux extrémités de tubes non alignés, où sont montés télescopiquement des élément s d'accouplement pouvant être réunis, les éléments d'accouplement étant illustrés en coupe transversale - la figure 2 est une vue des éléments d'accouplement de la figure 1, disposés en engagement et soudés l'un à l'autre et aux extrémités de tubes respectives - la figure 3 est une vue d'une coupe d'un pipeline sousmarin endommagé - la figure 4 est une vue du pipeline de la figure 3, avec la section endommagée enlevée et remplacée par une manchette de raccordement ; les extrémités exposées du pipeline et les extrémités de la manchette de raccordement ayant des éléments d'accouplement pouvant être réunis - la figure 5 est une vue semblable à la figure 4,mais montrant les éléments d'accouplement sur les extrémités exposées du pipeline, placés plus près des extrémités de la manchette de raccordement - la figure 6 est une vue semblable à la figure 5,mais montrant les éléments d'accouplement en engagement sur les extrémités respectives d'un pipeline et d'une manchette de raccordement ; et - la figure 7 est une vue semblable à la figure 6, mais montrant les éléments d'accouplement soudés l'un à l'autre et aux extrémités de tubes respectives et montrant une chambre de soudure en vue en coupe transversale, entourant deux éléments d'accouple ment pouvant être réunis. lie mode de réalisation préféré du moyen d'accouplement de tubes pour connecter rigidement deux extrémités de tubes non alignées selon la présente invention, est illustré généralement sur la figure 1. Deux éléments d'accouplement 2 et 4 sont dis posés en relation télescopique sur deux extrémités de tubes non alignées 6 et 8, respectivement. Dans ce mode de réalisation, l'élément d'accouplement 2 comprend, à une extrémité, une partie annulaire élargie radialement vers l'extérieur 10, ayant des côtés axialement vers l'avant et vers l'arrière 12 et 14, respec tivement, qui sont arrondis et qui ont de préférence la forme d'une sphère.Pour des raisons qui deviendront évidentes, le côté avant 12 comprend de préférence une gorge annulaire 16 dans laquelle est disposée une pièce annulaire compressible 18 faisant saillie au delà de la surface du côté avant 12. De plus, l'élément d'accouplement 2 comprend une partie 20 formant manchon pour monter coulissant l'élément d'accouplement 2 sur l'extrémité 6 du tube. La partie formant manchon 20 comprend également de préféren ce une gorge annulaire 22 dans laquelle est placée une pièce annulaire compressible 24 pour effectuer une étanchéité entre 1' élément d'accouplement 2 et l'extrémité 6 du tube. Ainsi, on comprendra que l'élément d'accouplement 2 peut glisser sur l'extré- mité 6 du tube entre la position illustrée sur la figure 1 et celle illustrée sur la figure 2. Par ailleurs, l'élément d'accouplement 4, comprend une enveloppe 26 ayant une surface interne sphérique 28 pour recevoir le côté avant sphérique 12 (figure 2), et permettre ainsi aux axes centraux des éléments d'accouplement 2 et 4 d'être inclinés en formant un angle l'un par rapport à l'autre, pour relier de m#me les extrémités de tubes inclinées 6 et 8 comme on peut mieux le voir sur la figure 2; on comprendra que le côté avant 12 comportera les parties de surface sphérique de la partie agrandie 10 qui sont en engagement dans la surface interne 28, quel que soit le manque d'alignement relatif entre les éléments d'accou plement 2 et 4. On comprendra de plus que la pièce compressible 18 sert à effectuer une étanchéité entre le côté avant 12 et l'enveloppe 26 dans l'engagement ci-dessus mentionné.De plus, l'élément d'accouplement 4 comprend une partie 30 formant manchon pour monter coulissant l'élément 4 sur l'extrémité de tube 8, comme l'élément 2 est monté sur l'extrémité de tube 6 La partie 30 formant manchon comprend également de préférence une gorge annulaire 32 dans laquelle est/placée une pièce annulaire compressible 34, pour effectuer une étanchéité entre l'accouplement 4 et l'extrémité de tubes 8. Ainsi, on comprendra que l'élément d' accouplement 4 peut coulisser sur l'extrémité de tube 8 entre la position illustrée sur la figure 1 et celle illustrée sur la figure 2. Unefois que les éléments d'accouplement 2 et 4 ont été glissés l'un vers l'autre- (comme cela est indiqué par les flèches sur la figure 1), en engagement comme illustré sur la figure 2, alors la partie élargie 10 et l'enveloppe 26 sont soudées l'une à l'autre, en prévoyant un cordon de soudure annulaire comme en 36. Ensuite, la partie formant manchon 20 est soudée à l'extrémité du tube 6 en prévoyant un cordon de soudure annulaire comme en 38 et la partie formant manchon 30 est soudée à l'extrémité de tube 8 en prévoyant un cordon de soudure annulaire comme en 40, en reliant ainsi rigidement les extrémités de tubes 6 et 8. Il faut remarquer que les éléments d'accouplement 2 et 4 permettent de relier ensemble les extrémités des tubes 6 et 8 sans avoir à les couper et à faire correspondre leurs extrémités libres, et dans le cas d'extrémités de tubes non alignées , sans avoir à plier ou déplacer les extrémités de tubes pour les mettre en alignement longitudinal. Dans certaines circonstances, la méthode de soudure selon la présente invention permet de relier ensemble des extrémités de tubes placées dans un environnement sous-marin. Par exemple, la figure 3 illustre un pipeline sous-marin 42, qui a été coudé et endommagé comme en 44, et qui nécessite ainsi une réparation. Dans ce cas, la section endommagée délimitée par les lignes en traits interrompus sur la figure 3, est découpée et enlevée d'une façon classique, on expose ainsi des extrémités espacées de tubes 46 et 48 qui doivent être reliées l'une à l'autre. Pour effectuer la connexion, des éléments d'accouplement 2-2 d'une dimension appropriée sont téléscopiquement montés sur les extrémités de tubes 46 et 48 comme sur la figure 4. De plus, des éléments d'accouplement 4-4 d'une dimension appropriée sont téléscopiquement montés sur les extrémités opposées 52 et 54 d'une manchette de raccordement 56, cette dernière ayant une dimension et une longueur appropriées.Ensuite, la manchette de raccordement et les éléments d'accouplement 4-4 sont mis en position (figure 4) et les moitiés correspondantes des éléments#'accouplement sont glissées l'une vers l'autre (figure 5) jusqu'à ce qu'elles soient en engagement commsonpaugmies le voir sur la figure 6. En se reportant maintenant à la soudure des éléments d'accouplement 2 et 4 l'un à l'autre et aux extrémités de tubes respectives, la figure 7 représente une chambre de soudure 58 du caractère décrit dans les brevets U.S. NO 3.876.852 et NO 2.667.751, par exemple. Plus particulièrement, la chambre 58 comprend une partie supérieure 60 et des parties latérales pendant62. lies parties latérales 62 se faisant face comportent des ouvertures 6464, permettant aux parties latérales 62 de recevoir les extrémités de tubes comme illustré sur la figure 7, avec un joint annulaire 66 disposé entre les extrémités de tubes et la paroi de chaque ouverture 64.De plus, la chambre 58 comporte un fond ouvert 68 pour évacuation de l'eau en réponse à l'entrée d'un gaz sous pression dans la chambre 58 par la conduite 70, cette dernière s'étendant jusqu'à une source appropriée de gaz sous pression. En conséquence, on comprendra qu'avec les éléments d'accouplement 2 et 4 disposés en engagement pour permettre un angle d'alignement entre les extrémités de tubes, la chambre 58 peut alors être montée de la façon décrite et recevoir un gaz à une pression suffisante pour évacuer l'eau de la chambre 58 à travers le fond ouvert, et exposer ainsi les éléments d'accouplement à une atmosphère gazeuse ; il fauttrappeler qu'un joint d'étanchéité est prévu entre les éléments d'accouplement et entre chaque élément d'accouplement et l'extrémité de tube respective, pour empêcher ainsi le gaz de s'échapper vers l'intérieur des éléments d'accouplement et des tubes. Ensuite, l'embout de soudure 72d'un appareil à souder est inséré dans la chambre 58 dont l'eau a été évacuée, et un arc est établi entre l'embout de soudure et les pièces à souder de la façon connue Selon la dimension des éléments d'accouplement et des extrémités de tubes à connecter, la chambre 58 peut avoir des dimensions variables pour entourer une ou plusieurs zones à souder. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S coD w 1. Méthode de soudure pour connecter rigidement des extrémités de deux tubes (6,8) qui peuvent ne pas être alignés l'un par rapport à l'autre, du type comprenant les étapes de prévoir deux éléments d'accouplement (2,4) dont chacun peut être relié, à une extrémité, à l'extrémité de l'un desdits tubes (6,8), à l'autre extrémité de l'un desdits éléments d'accouplement (2) étant fixée une partie annulaire élargie radialement vers ltextériellr (10), ayant des côtes axialement vers l'avant (t2) et vers l'arrière (14), ledit côté avant (12) au moins étant arrondi ; à l'autre extrémité de l'autre élément d'accouplement (4) étant fixée une enveloppe (26) pour recevoir le côté avant arrondi de la partie élargie et permettre ainsi aux axes centraux desdits éléments d' accouplement respectifs (2, 4) d'être inclinés en formant un angle l'un par rapport à l'autre pour relier les extrémités de tubes inclines de même, caractérisée en ce qu'on insère ledit côté avant arrondi (12) de ladite partie élargie (10) dans ladite enveloppe (26) en engagement avec elle, en ce'on soude ladite partie élargie (10) à ladite enveloppe (26), et enoe qu'on soude lesdits éléments d'accouplement (2, 4) aux extrémités de tubes respectives (6, 8), pour obtenir ainsi une connexion rigide. 2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins l'un des éléments dfaccouplement (2) précités comprend une partie formant manchon (20) entre ses extrémités, et en ce qu'elle comprend de plus les étapes : monter coulissante ladite partie formant manchon (20)sur l'extrémité de tube associée (6) en relation télescopique, et faire glisser ladite partie formant manchon #(20) sur ladite extrémité de tube associée (6) pour effectuer l'insertion du côté avant arrondi (12) précité de la partie élargie (10) précitée dans l'enveloppe (26) précitée. 3. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque élément d'accouplement précité comprend une partie formant manchon (20, 30) entre ses extrémités, et en ce qu'elle comprend de plus les étapes de monter coulissante chaque partie formant manchon (20, 30) sur les extrémités de tubes associées (6, 8) en relation téléscopique, et faire glisser lesdites parties formant manchon3 (20, 30) l'une vers l'autre pour effectuer l'insertion du c8té avant arrondi (12) précité/de la partie élargie (10) précitée dans l'enveloppe (26) précitée. 4. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités de tubes (6, 8) précitées et les éléments d'accouplement (2, 4) précités peuvent être disposés dans un environne ment sous-marin, et en ce qu'elle comprend de plus les étapes de prévoir un joint (18) entre les parties en engagement, monter une chambre (58), avec une ouverture (68) autour desdites parties en engagement desdits éléments d'accouplement (2, 4), amener un gaz sous pression dans ladite chambre (58) pour en évacuer l'eau à travers ladite ouverture (68), et exposer ainsi lesdites parties en engagement à une atmosphère gazeuse, insérer l'embout de soudure d'un appareil (72) dans ladite chambre (58) d'où l'eau a été évacuée, et produire un arc entre ledit embout de soudure (72) et lesdites parties en engagement pour effectuer la soudure i la partie élargie (10) précitée et de l'enveloppe (26) précitée. 5. Méthode selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus les étapes de prévoir un joint (24, 34) entre les éléments d'accouplement précités et les extrémités de tubes respectives, et répéter les étapes précitées de fixer une chambre (58), amener un gaz sous pression, insérer un embout de soudure (72) et produire un arc, sur chaque extrémité d'accouplement pour fixer lesdits éléments d'accouplemen#t (2, 4) aux tubes respectifs (6 , 8). 6. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qla ' el- le comprend de plus les étapes de donner, au côté avant arrondi (10) précité une forme sphérique (12). 7. Soudure de tubes, caractérisée en ce qu'elle est effectuée par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.