Brevet FR2327478A1 — publié le 19770506

La présente invention concerne des éléments tubulaires de matière plastique armée de fibres. L'invention s'applique en particulier, mais pas exclusivement, aux colonnes montantes de forage sous-marin. Une colonne montante de forage sous-marin se compose d'un tronçon de tube utilisé dans des opérations de forage en mer comme enveloppe entourant le train de tiges. La colonne montante contient en service un mélange de liquides, en particulier la boue de forage, le pétrole brut et l'eau de mer et est soumise par ces matières à une pression interne, une corrosion et une érosion. La colonne montante est reliée par son extrémité supérieure à un bateau de forage et par son extrémité inférieure à la tête de pute. Lorsque le bateau se déplace par rapport à la tête de puits, la colonne montante est soumise à des efforts de traction et de compression ainsi qu'à une flexion. Un autre problème se pose lorsqu'il s'agit de forer le puits en eau profonde. Dans ce cas, la masse de la colonne montante devient très importante. les tubes des colonnes montantes classiques doivent être équipés d'éléments flottants supplémentaires lorsqu'ils sont utilisés dans des opérations de forage en eau profonde. La présente invention permet de produire des tubes de matière plastique armée de fibres qui peuvent être conçus pour satisfaire aux conditions rigoureuses de forage de puits e pétrole en eau profonde, bien que invention ne soit pas limitée à cette technologie. Selon une première caractéristique, l'invention concerne un corps tubulaire de matière plastique armée de fibres, les fibres constituant une armature à la fois longitudinale et circulaire et comprenant au moins deux types de fibres présentant respectivement un module d'élasticité relativement faible et un module d'élastieité relativement élévé, au moins certaines et de préférence toutes les fibres de module relativement élevé constituant une armature circulaire Il est préférable qu'une région circonférentielle stéten- de continuellement sur au moins une partie importante, habituellement au moins sur la plus grande partie de la longueur axiale du corps et de préférence sur toute sa longueur axiale, cette région contenant des fibres de module relativement élevé constituant l'armature circulaire. Dans le présent mémoire, 2'expression "région circonférentielle" n'indique pas seulement une région périphérique externe d'un tube, mais toute région qui entoure l'axe du tube. Ainsi, dans le présent mémoire, une région circonférentielle peut englobe la face interne ou la périphérie du tube ou bien peut se trouver dans l'épaisseur de la paroi du tube. Mi le tube, ni sa région circonférentielle ne sont Limités à une section circulaire et le terme "radial1-, tel qu'il est utilisé dans le présent mémoire n'indique qu'une direction orientée vers l'axe du tube ou à ltécart de ce dernier. Lorsque le corps doit être soumis en service à des forces de traction, il est possible de disnoser des fibres de module élevé formant une armature circulaire radialement vers l'intérieur par rapport aux fibres d'armature longitudinale ; lorsque le corps doit être soumis à des forces compressives, il est possible de placer des fibres de module élevé constituant une armature circu- laire radialement vers l'extérieur par rapport aux fibres d'armature longitudinale ; lorsque les deux types de force sont imposés, il est possible de prévoir des armatures circulaires constituées de fibres de module relativement élevé, à la fois du côté interne et du coté externe des armatures longitudinales. les armatures longitudinales peuvent être constituées par des fibres enroulées hélicoidalement. les armatures circulaires peuvent êre également enroulées hélicoîdalement, mais suivant un angle assez grand par rapport à l'axe du corps. les fibres présentant un module relativement faible peuvent être des fibres de verre et les fibres présentant un module relativement élevé peuvent etre des fibres de carbone. Toutefois, 11 invention n'est pas limitée à l'utilisation de ces fibres particulières. lorsque des fibres de module élevé sont disposées radialement vers l'intérieur par rapport aux fibres d'armature Icngitui dinale, il est possible de prévoir d'autres fibres d'armature circulaire de module relativement faible radialement vers l'intérieur par rapport aux armatures circulaires de module relativement élevé. De plus, lorsque des fibres d'armature circulaire d'un module relativement élevé sont disposées radialement vers l'extérieur par rapport aux fibres d'armature longitudinale, il est possible de prévoir des armatures circulaires de module relativement faible radialement vers l'extérieur par rapport aux armatures circulaires de module relativement élevé. L'obJet composite peut contenir jusqu'à 25 % en volume des fibres de module relativement élevé. le pourcentage préféré est compris entre 10 et 20 % en volume. L'objet composite peut présenter aa teneur minimale en résine nécessaire pour lui conférer une porosité voulue. Plus de 25 %.en volume de résine sont nécessaires pour éviter 3a fcrma- tion de vides. Au-dessus de 45 % en volume, il est probable que la résine ne contribue qu'à augmenter le poids. la teneur en résine est comprise de préférence entre 30 et 40 P en volume. Selon une seconde caractéristique, ltinvention concerne un corps tubulaire de matière plastique armée de fibres, les fibres constituant une armature à la fois longitudinale et cnrcu- laire, l'armature longitudinale se trouvant au moins dans deux régions circonférentielles séparées par une région intermédiaire d'armature circulaire. Blarmature circulaire de la région intermédiaire peut présenter un module plus élevé que celui des fibres d'armature longitudinale. les diverses régions d'armature longitudinale avec les régions intermédiaires de séparation peuvent être intercalées entre des régions d'armature circulaire qui peuvent se composer de fibres de module relativement élevé selon la première caractéristique de l'invention. Il est possible de prévoir deux régions ou davantage d'armature longitudinale qui sont séparées par les régions d'armature circulaire. le corps peut comporter une couche de matière imperméable au liquide à proximité de sa surface interne. Elle peut se composer d'une couche de matière plastique armée de fibres modifiée pour améliorer sa résistance à la pénétration du liquide, ou bien elle peut se composer d'une couche d'un élastomère caoutchouteux tel qu'un terpolymère d'éthylène-propylène. le corps tubulaire peut etre agencé pour etre relié à un raccord séparé afin de l'accoupler à un autre corps analogue ou à une autre structure. le raccord peut etre en une matière identique ou différente, par exemple en métal. lorsqu'elle est en une matière identique, il est possible d'appliquer les principes dé crits plus haut pour sa réalisation. Une partie extrême du corps tubulaire peut etre évasée extérieurement pour coopérer avec un élément d'un raccord séparé par exemple, ledit élément pourrait avoir la forme d'un collier entourant la partie évasée. L'angle d'évasement peut être compris entre 4 et 60 et est de préférence de 5 à 5,5 O La partie extreme du corps tubulaire peut être agencée pour loger un support interne afin de la renforcer à l'encontre d'une flexion radialement vers l'intérieur lors de l'application de forces axiales de traction à une jonction.Par exemple, elle peut être agencée pour loger un support ayant la forme d'un élément tubulaire ; ladite partie extreme pourrait alors être serrée en service entre ltelément de support et le raccord précité. L'élément de support présente une plus grande rigidité radiale que la partie extrême du corps et sa rigidité radiale peut augmenter en direction de l'extrémité ouverte du corps. Il est préférable d'éviter une brusque augmentation de la rigidité. Par conséquent, l'épaisseur de l'élément de support peut augmenter progressivement le long du corps. La partie extrême du corps peut présenter un évasement interne pour loger ledit élément de support et l'angle d'évasement peut être le meme que celui de 11 évasement externe précité.De préférence, le support et le corps se combinent de façon que la section d'écoulement dans le support ait sensiblement la même dimension que celle du reste du corps tubulaire. le support peut être formé sur le raccord séparé. Selon une autre de ses- caractéristiques, l'invention concerne un corps tubulaire de matière plastique armée de fibres présentant une extrémité évasée à la fois intérieurement et extérieurement pour coopérer avec des colliers positionneurs relativement rigides interne et externe. Cette caractéristique de l'invention s'applique à la combinaison du corps tubulaire avec les colliers positionneurs et le collier positionneur interne peut être réalisé de façon outil ne réduise pas la section d'écoulement du corps tubulaire. le matériau relativement rigide peut être un métal. L'angle d'évasement peut être compris entre 4 et 60 et de préférence entre 5 et 5,5 . La longueur axiale de contact entre les colliers positionneurs et le corps tubulaire peut être comprise entre une et deux fois la dimension transversale de ce dernier. le corps tubulaire peut présenter une parci d'épaisseur croissante à proximité de la partie évasée de façon à éviter une forte augmentation localisée de la rigidité. l'augmentation de 11 épaisseur de la paroi peut être obtenue par plusieurs augmentations locales relativement faibles de ladite épaisseur de paroi. A la place d'un raccord séparé, une partie solidaire du corps tubulaire peut constituer un élément d'accouplement. l'accouplement peut être du type à emboîtement destiné à transférer les forces axiales entre les éléments de l'accouplement. le corps tubulaire peut comporter un élément d'un accouplement du type à emboîtement à une extrémité et 11 autre élément à son autre extrémité. L'accouplement peut être destiné à transférer des forces axiales par une surface de butée d'un élément qui entre en contact avec un organe de l'autre élément. La surface peut se prolonger tout autour de l'élément cité en premier lieu de façon que les éléments n'aient pas à être orientés angulairement d'une façon prédéterminée pour permettre d'établir un raccordement.Plusieurs organes entrant en contact avec la surface peuvent être disposés angulairement autour de luté'émet sur lequel ils sont prévus et/ou espacés axialement par rapport à ce dernier. le ou chaque organe entrant en contact avec la surface peut etre mobile, de préférence radialement, entre une position de fonctionnement, dans laquelle il est en contact avec une surface de butée associée, et une position de repos,dans laquelle il est à distance de ladite surface pour faciliter l'engagement des éléments dudit accouplement à emboîtement. Pour déplacer un tel élément en service, il peut autre prévu un organe de manoeuvre commandé par exemple par une vis. La ou chaque surface de butée peut être constituée par une gorge ou bien parun orifice ménagé dans l'élément associe ou par une gorge et un orifice ménagé dans sa base. La surface est formée de préférence sur l'élément mie et le ou les organes entrant en contact avec la surface sont formés sur l'élément femelle. Le ou chaque élément peut comporter une bride faisant saillie vers l'extérieur pour permettre d'établir une liaison entre un équipe ment~associé et le corps tubulaire à proximité d'une jonction. Indépendawment du rait Siv.'hue jonction doit être établie par un raccord séparé ou par un accouplement solidaire, la partie extreme solidaire du corps tuliitlaire peut présenter une armature en plus de celle de la parie principale du corps. Cette armature supplémentaire peut avoir la forme d'une ou plusieurs couches à l'intérieur de la partie externe ou bien peut avoir la forme d'un épaississement localisé de ladite partie extrême. l'armature supplémentaire peut conférer une plus grande rigidité radiale à la partie extrême et dans ce cas, elle peut avoir la forme d'une armature circulaire de plus grande dimension. Celle-ci peut être constituée par des fibres de module relativement élevé telles que des fibres de carbone. Les armatures circulaires supplémentaires peuvent avoir la forme d'un ruban de faible dimension axiale ou d'une bride faisant saillie vers l'extérieur. En variante ou en outre 7 une armature supplémentaire peut être destinée à augmenter la force portante de ladite partie extrême. Elle peut être alors constituée par un revêtement métallique-sur une surface métallique qui entre en contact avec une autre partie de la jonction en service. En variante cu en plus, Il est possible de réaliser une armature supplémentaire pour augmenter la ténacité de ladite partie extreme. A cet effet, elle peut avoir la forme de fibres supplémentaires de module relativement faible, par exemple de fibres de verre. L'armature supplémentaire peut épaissir la partie solidaire par rapport à la partie principale du corps tubulaire, et cet épaississement est destiné de préférence à éviter une brusque augmentation de la rigidité radiale considérée dans le sens axial. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une coupe schématique longitudinale d'une partie d'un tube réalisé selon l'invention, la partie A de la figure, audessus de l'axe, montrant un mode de réalisation possible et la partie B de la figure, audessous de l'axe, montrant un autre mode de réalisation la figure 2 est une coupe analogue d'une partie d'une autre forme de réalisation la figure 3 est une coupe d'une partie extreme d'un tube selon l'invention montrant la liaison entre cette partie extrême et un raccord la figure 4 représente un tronçon de tube à utiliser comme colonne montante pour forage sous-marin selon l'invention la figure 5 est une coupe partielle d'un tube comportant des éléments solidaires d'accouplement la figure 6 représente une variante simplifiée de l'ac- couplement de la figure 5 la figure 7 est une coupe longitudinale d'une partie de l'accouplement de la figure 6 ; et les figures 8 à il sont des coupes partielles de diverses formes des éléments d'accouplements à emboîtement pouvant être utilisés dans la présente invention. Un tube construit selon la figure 1A comporte trois régions annulaires de matière plastique armée de fibres. De I'inté- rieur vers lzextérieur, ces régions comprennent une région 10 dans laquelle les fibres sont enroulées de façon à constituer une armature circulaire, une région 12 dans laquelle les fibres sont enroulées hélicoidalement pour constituer une armature longitudinale et une région 14 dans laquelle les fibres forment à nouveau une armature circulaire. les régions 10, 12 et 14 sont formées successivement par des techniques classiques d'enroulement de filaments. Dans chaque région, les fibres sont noyées dans une matrice de résine pour les lier ensemble sous forme d'un objet composite. Les fibres de la région 12 sont eroulées suivant un petit angle, par exemple de 20% par rapport à la direction longitudinale. Lorsque le tube est soumis à une force axiale de traction, les fibres de la région 12 ont tendance à "se redresser" et à se déplacer radialement vers l'intérieur en iraposant ainsi une contrainte aux fibres de la région 10. Egalement, 3orsque le tube est soumis à une compression axiale, la région 12 applique à la région 14 une force exercée vers l'extérieur. Les fibres de la région 12 peuvent être des fibres de verre présentant un module assez faible pour résister à une déformation axiale. Si les fibres des régions 10 et 14 et en particulier de la région 10 présentent un même module, il se produit un changement important des dimensions radiales (déformation) lorsque le tube est soumis à des forces axiales. Cette déformation provoque finalement une fissuration de la matrice de résine, ce qui amoindrit le support des fibres d'armature.Finalement, ceci conduit à une défaillance des fibres circulaires, ce qui pose un problème particulier lorsque le tube est soumis à des forces de traction, une défaillance de tels tubes impliquant fréquemment une rupture du revetement interne du tube les fibres d'armature de la région 10 et/ou de la région 14 comprennent par conséquent des fibres de module plus élevé, par exemple des fibres de carbone. les fibres de module plus élevé raidissent la structure dans le sens circulaire, ce qui se traduit par de plus faibles changements des dimensions radiales pour des forces axiales données. Ceci a pour effet de réduire la fissuration de la matrice de résine et d'augmenter la force axiale à laquelle il te produit une ddfaillance "initiale" représentée par une fissuration de la matrice de résine et une diminution du module, Il est possible de réduire la force axiale à laquelle se produit une défaillance ultime représentée par une rupture de la paroi du tube, mais le facteur nominal limite est habituellement la défaillance initiale plutôt que la défail lance-ultime. lorsque la région 12 comprend des fibres de verre et que les régions 10 et 14 comprennent des fibres de carbone, il s'est avéré particulièrement intéressant d'incorporer une certaine proportion de fibres de carbone comprise entre 10 et 20 % en volume de la totalité de l'objet composite. A titre illustratrif, deux tubes ayant chacun un diamètre interne de 75 mm et une paroi d'une épaisseur d'environ 2 mm ont été réalisés avec les teneurs suivantes en fibres/résine exprimées en pourcent en volume Teneur en Teneur en fibres Teneur en fibres résine de'verre de carbone Tube A 43,2 43,9 12,9 Tube B 37,2 57,1 5,7 le tube A comporte une couche de carbone dans la région 14, trois couches de verre dans la région 12 et une couche de carbone dans la région 10, avec une couche supplémentaire de fibres de verre sur la face interne de la couche 10.Le tube B comporte une demi-couche de verre sur la face externe de la région 14 et une demi-couche de carbone sur la face interne de cette région, trois couches de verre dans la région 12. une demi-couche de carbone sur la face externe de la région 10 et une couche et demie de verre sur la face interne de la région. Chaque "couche" comprend deux passes pour obtenir une couverture complète du tube par la couche. On a constaté que le tube A présente, lorsqu'il est soumis à des forces de traction, une capacité de charge sensiblement plus grande que celle du tube B. La capacité de charge est déterminée par rapport à la force à laquelle le module de l'objet composite diminue, ce qui indique une fissuration du tube, et le degré de déformation auquel cela se produit. LG force axiale et le degré de déformation produisant une fissuration du tube A sont approximativement doubles de ceux du tube B. Sous l'effet d'un effort de flexion, Je tube A a également manifesté une amelis- rat ion importante en comparaison du tube B. Dans de nombreuses applications dans lesquelles un tube est soumis à des efforts de traction et de compression, il peut subir simultanément une pression interne. A titre d'exemple, on peut citer la colonne montante de forage sous-marin citée dans l'introduction du présent mémoire. Une fissuration de la matrice résineuse non seulement diminue le support des fibres d'armature mais réduit également l'efficacité de ltobjet composite comme enveloppe résistant à la pression. Une fuite se produit lorsque des fissures traversent l'épaisseur de la paroi du tube. Deux modes opératoires permettant d'améliorer le compor tement d'un tube sous pression sont représentés sur la figure lB, sur laquelle les numéros de référence 10, 12 et 14 désignent des régions analogues à celles indiquées sur la figure lA. Toutefois, dans ce cas, le tube comporte un revetement interne comprenant une couche 16 d'une étoffe de verre imprégnée d'une résine et une couche 18 d'un élastomère, par exemple un terpolymère d'éthylène propylène. La couche 16 confère une résistance à l'abrasion au revetement et la couche 18 est Imperméable au fluide circulant dans le tube.De plus, les régions 10 et 14 sont divisées en sousrégions 10A, 10B et 14A, 14S, les sous-régions 10A et 143 comportant des fibres de verre circulaires et les sous-régions fOB et 14A comportant des fibres de carbone circulaires. les fibres de verre de la sous-région 1 0A compriment le revêtement constitué par les couches 16 et 18 et constituent une-sur-face ferme pour supporter les enroulements de fibres de carbone de la sous-région 103. lesdites fibres de verre constituent également un inhibiteur de fissures, comme on le verra plus bas, en se référant à la sous-région 14E. Finalement, en L'absence du revêtement, la sous-région 10A séparerait la sous-région 10E du fluide circulant à l'intérieur du tube ; ceci est avantageux car les fibres de verre résistent mieux à l'abrasion que les fibres de carbone présentant un module plus élevé.Dans une variante avantageuse de la forme de réalisation de la figure 1B, le revêtement est supprimé et la matrice de résine de la sous-couche 10A est modifiée pour améliorer sa résistance à la pénétration du liquide. Ces techniques de modification sont bien connues dans le domaine des matières plastiques armées et ne fort pas partie de l'invention. les fibres de verre de la sous-région 14ont également pour effet de comprimer les couches de fibres sous-jacentes. lors de cette compression, la résine en excès de l'objet composite est exprimée vers la surface du tube et peut en être enlevée au moyen d'une raclette, Etant donné que la raclette a tendance à user les enroulements externes, il est à nouveau avantageux d'utiliser des fibres de verre à cause de leur meilleure résistance à l'usure. De plus, les fibres de module moins élevé de la région 14B ont tendance à inhiber la propagation des fissures sur toute l'épaisseur de la paroi des tubes. Ceci est illustré par un autre tube éprouvette présentant les teneurs suivantes en fibres et en résine exprimées en pourcent en volume Teneur en résine Teneur en fibres Teneur en fibres de de verre de carbone Tube C 38,6 57 4,3 Le tube a de nouveau un diamètre interne de 75 mm et une paroi d'une épaisseur de 3,8 mm, à l'exclusion du revêtement qui a une paroi d'une épaisseur de 0,9 mm.La région 10 se compose d'une demi-couche de fibres de verre circulaireait d'une demicouche de fibres de carbone circulaires;la région 12 se compose de six couches de fibres de verre ; la région 14 se compose d'une demi-couche de fibres de carbone circulaires et d'une couche et demie de fibres de verre circulaires. Au cours des essais de pression dans lesquels le tube a été soumis à la pression d'un fluide internes on a constaté qu'il s'est produit une diminution initiale du module à une déformation d'environ 0,3 %, ce qui indique une certaine fissuration à ce stade, probablement dans la région 12 enroulée hélicoidalement. Lors d'une augmentation supplémentaire de la pression, on a constaté une diminution supplémentaire du module à une déformation d'environ 1,1 %.Ceci correspond probablement à une fissuration des sous-régions 103 et 14A de fibres de carbone. Toutefois, le tube continue à supporter la pression qui a été élevée pour provoquer une déformation d'environ 1,9 k sans défaillance. Lors de l'examen du tube après l'essai, on a constaté que les fissures n'ont pas traversé la sous-couche externe 14B de fibres de verre. Le maintien de la pression semble etre dû à l'intégrité conservée de cette sous-région et du revêtement 16, 18 Un autre processus permettant d'améliorer le comportement sous pression d'un tube composite est représenté sur la figure 2.Dans ce cas, le tube présente un revêtement 20 analogue au revêtement de la figure 1. le revêtement est suivi, de l'intérieur vers l'extérieur, par des régions de fibres de carbone circulaires 22, de fibres de verre hélicoïdales 24, d'une armature circulaire 26, de fibres de verre hélicoïdales 28, d'une armature circulaire 30, de fibres de verre hélicoïdales 32, de fibres de carbone circulaires 34 et de fibres de verre circulaires 36. Il convient de noter que l'armature longitudinale est séparée en plusieurs régions réparties dans l'ensemble de I1 armature circulaire. lorsqu'on l'a soumise à des essais de pression, on a constaté que cette disposition assure une amélioration importante du degré de déformation auquel la diminution initiale du module se produit (indiquant une fissuration).On a constaté que les fibres circulaires à la fois de carbone et de verre des régions 26, 30 doublent au moins le degré de déformation auquel se produit la dimi -nution initiale du module. On a obtenu ces résultats en soumettant à des essais des tubes présentant les teneurs suivantes en fibres et en résine exprimées en pourcent en volume Teneur en Teneur en fibres Teneur en fibres résine de verre de carbone Tube D 40 44,9 15 Tube E 37 56,5 6,5 les deux tubes présentent un diamètre interne de 75 mm et une paroi d'une épaisseur d'environ 2,25 mm à l'exclusion du revêtement dont l'épaisseur est d'environ 0,95 mm dans chaque cas. Dans les deux tubes, la région 22 se compose d'une demi-couche de fibres de carbone circulaires, les régions 24, 28 et 32 se composent d'une couche complète de fibres de verre hélicoïdaes orientées suivant un angle de 20 , la région 34 se compose d'une demi-couche de fibres de carbone circulaires et la région 36, d'une couche complete de fibres de verre circulaires. Dans le tube D, les couches 26 et 30 se composent de demi-couches de fibres de carbone circulaires et dans le tube E, elles se composent de couches complètes de fibres de verre circulaires. A cause de la plus faible teneur en fibres de carbone du type E, ce tube se comporte moins bien lors de l'essai de traction mais manifeste la même amélioration que le tube D en ce qui concerne la déformation lors des essais de pression. La figure 5 représente un dispositif d'accouplement destiné à raccorder un tube 36 selon l'invention à un autre tube ou à une structure. le raccord comporte deux colliers positionneurs métalliques 38 et 40 respectivement. Le collier 38 comporte une bague 42 destinée à entourer le tube et comportant un tenon 44 qui fait saisie dans l'extrémité du tube et qui coopère avec une surface interne dans ce dernier, comme on le verra plus bas. le collier 40 est un collier fendu destiné à entrer en contact avec la surface externe de 11 extrémité du tube et présente une bride saillante 46 percée de trous pour introduire des boulons de ser- rage 48 destinés à fixer les colliers 38 et 40 l'un à l'autre afin de serrer le tube entre eux. Les moitiés du collier peuvent etre boulonnées ensemble par des brides axiales non représentées sur le dessin. Le tube 36 présente une partie extrême évasée 50. Les tenons 44 s'ajustent dans cette extrémité évasée de façon que la section d'écoulement du passage délimité par le tube 36 ne change pas. L'angle d'évasement est de préférence supérieur à 40 afin de favoriser la retenue des colliers sous l'effet d'une force de traction. Toutefois, l'angle n'est de préférence pas supérieur à 60 pour éviter qu'il se produise un délaminage dans l'extrémité 50 du tube-sous I1 effet des forces de traction. Un angle compris entre 5 et 5,50 est préféré. Les éléments métalliques sont sensiblement plus rigides que le tube 36. Il est souhaitable qu'il ne se produise pas de brusques changements de la rigidité à proximité du collier positionneur et par conséquent, l'extrémité du tube est épaissie en 52 pour assurer un changement progressif de la rigidité entre le corps 54 du tube et la région serrée.La bague 42 présente d'autres trous de boulonnage 56 pour permettre de l'assujettir à une bride de fixation correspondante d'un autre tube ou de la structure précitée. Er variante, la bague 42 pourrait-etre solida--- re d'une partie d'un accouplement, par exemple de l'élément male ou de l'élément femelle d'un accouplement à emboitement du type couramment utilisé pour relier des tronçons d'une colonne montante de forage sous-marin. La figure 4 représente une colonne montante de forage sous-marin qui a été conçue de façon à présenter les caractéristi- ques décrites ci-dessus en se référant aux figures 1 à 3. La colonne montante présente un diamètre interne d'environ 450 mm et peut avoir n importe quelle longueur, bien qu'une longueur de l'ordre de 13 m soit courante.La colonne montante présente des parties extrêmes évasées analogues à celles représentées sur la figure 3, et il se produit un changement d'épaisseur en trois stades entre le corps du tube et ces extrémités évasées Les brides faisant saillie vers l'intérieur aux extrémités du tube sont produites pendant l'enroulement des couches hélicoïdales au cours du procédé de réalisation et sont coupées lorsque le tube est assemblé avec le collier positionneur. miépaissellr de la paroi du corps du tube est d'environ 15 mm et l'épaisseur maximale de la paroi aux entre mités évasées est d'environ 0 mm. Le tableau ci-après donne un processus de pose ainsi que les épaisseurs des régions résultantes du tube composite.Les étapes de la colonne de gauche du tableau sont les étapes successives d'enroulement du procédé. Les zones indiquées dans la seconde colonne correspondent à celles de la figure 4 Le nombre des couches et l'épaisseur résultante sont indiqués dans les colonnes de droite du tableau ; chaque "couche" comprend deux passes d'enroulement, une le long du tube dans une direction et l'autre le long du tube dans la direction opposée Il convient de noter que le ruban d'étoffe de verre est enroulé dans les parties extrêmes pour augmenter leur épaisseur. La matrice de résine est de préférence en résine époxy. Les angles des enroulements circulaires et hélicodaux sont donnés sur le tableau mais ils peuvent varier en pratique selon les besoins. Un voile de fibres de verre peut être substitué au ruban d'étoffe de verre et des mèches circulaires de fibres de verre peuvent être substituées au ruban de fibres de verre E. Si la résine de l'étape 1 est modifiée pour améliorer la résistance à la pénétration du liquide, il est possible de supprimer l'étape 2. TABLEAU Etap Zone Matière Couches Epaisseur, mm 1 A Ruban d'étoffe de verre Couche enroulée demi- 1 1,00 chevauchement 2 B Ruban de "Royalene" Couches enroulées, demi- 2 0,80 chevauchement 3 A Ruban de fibres de verre E Circulaire (87 ) 2 0,50 4 A Ruban de fibres de carbone Circulaire (87 ) 2 0,60 5 A Ruban de fibres de verre E Hélicoîdal (20 ) 5 1,50 6 C Ruban de fibres de verre E Circulaire (87 ) 1 0,50 7 C Ruban d'étoffe de verre Couche enroulée, demi- 1 1,00 chevauchement 8 C Ruban de fibres de verre E Circulaire (87 ) 1 0,50 9 D Ruban de fibres de verre E Circulaire (87 ) 1 0,50 10 D Ruban d'étoffe de verre Couche enroulée, demi- 1 1,00 chevauchment 11 D Ruban de fibres de verre E Circulaire (87 ) 1 0,50 12 E Ruban de fibres de verre E Circulaire (87 ) 1 0,50 13 E Ruban d'étoffe de verre Couche enroulée, demi- 1 1,00 recouvrement 14 E Ruban de fibres de verre E Ciroulaire (87 ) 1 0,50 15 A Ruban de fibres de verre E Hélicoïdal (20 ) 5 1,50 TABLEAU (suite) Etape Zone Matière Couches Epaisseur, mm 16-27 Répétition des étapes 4 à 15 28-39 Répétition des étapes 4 à 15 40-51 Répétition des étapes 4 à 15 52 A Ruban de fibres de carbone Circulaire (87 ) 2 0,60 53 A Ruban de fibres de verre E Circulaire (87 ) 4 1,00 54-63 Répétition des étapes 6 à 15 64 F Ruban d'étoffe de verre Couches anroulées, demi-recouvrement 20 10,00 La teneur en fibres de carbone de cette colonne montante est d'environ 13 % dans la plage préférée comprise entre 10 et 20 %. L'addition de fibres de carbone circulaires augmente le module circonférentiel (rigidité). A deszteneurs supérieures à 12-15 0, l'augmentation du pourcentage des fibres de carbone circulaires ne peut être obtenue qu'aux dépens de la teneur en fibres de verre longitudinales. Le module dans le sens longitudinal n'est pas gravement affecté par des teneurs allant jusqu'à 20 % de fibres de carbone ou légèrement plus Au-dessus de 20 % de fibres de carbone circulaires, Je module longitudinal diminue au fur et à mesure que les fibres de verre sont enlevées. Il convient de noter que dans une colonne montante comme celle représentée sur la figure 4, lesorces axiales doivent être transmises par l'intermédiaire du collier 40, des boulons 48 et de la bride 42. Pour des colonnes montantes utilisées dans des opérations de forage sous-marin, ces brides sont utilisées fréquemment pour supporter un apllareillage auxiliaire tel que des conduits servant au pompage du fluide de forage pour en réduire la pression ou des conduits de blocage. Le renforcement des brides pour supporter les efforts axiaux ainsi que les plus grandes dimensions radiales nécessaires pour percer les trous destines aux boulons 48 et à l'appareillage auxiliaire augmentent sensiblement la masse d'une colonne montante comportant un joint de ce type. En conséquence, il peut être préférable d'utiliser un joint tel que celui représenté sur la figure 5 dans lequel les éléments dlac- couplement 62, 64 sont solidaires du corps du tube 36. L'élément 64 a la forme d'un élément mâle et l'éîémènt 62 a la forme d'un élément femelle destiné à loger un élément mâle correspondant d'un autre tube. L'accouplement à emboîtement ainsi réalisé est d'un type destiné à transmettre les efforts axiaux ltaccouplement représenté à titre d'exemple est du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique ND 3 827 728, mais la présente invention n'est pas limitée à une forme particulière d'aecouplement et celui représenté ne sera pas décrit en détail. Toutefois, brièvement, l'élément mâle 64 présente plusieurs gorges 68 délimitées par des cordons 70.L'élément femelle 62 présente plu sieurs orifices dans chacun desquels se trouve un organe de manoeuvre 72 actionné par une vis pour déplacer un cliquet 74 radialement vers l'intérieur et vers 11 extérieur de l'élément femelle. Chaque cliquet 74 peut être rétracté jusqu'à une position dans laquelle il dégage l'alésage de l'élément femelle pour y introduire l'élé- ment mâle 64 d'un autre tube. Les gorges 68 sont alors alignées avec des nervures faisant saillie vers l'intérieur du cliquet 74 et l'organe de manoeuvre 72 peut etre actionné pour déplacer les nervures dans les gorges 68. Le contact entre les nervures et les faces axiales des gorges sert à transmettre les forces axiales à travers le joint. Les éléments solidaires 62, 64 d'accouplement peuvent comporter une armature en plus de celle utilisée dans le corps 36 du tube. Une partie de cette armature supplémentaire peut être obtenue en incorporant des couches supplémentaires de fibres lors de l'enroulement des parties extremes du tube. Des dispositions éventuelles pour assure une telle armature supplémentaire sont décrites plus en détail ci-après. Toutefois, il convient de noter sur la figure 5 que chaque partie extreme présente une bride 76 à proximité de sa jonction avec le corps principal 36 du tube. Cette bride constitue à la fois un lieu de fixation pour un appa treillage auxiliaire tel que des conduits de réglage de la pression du fluide de forage et de blocage et pour un ruban localisé de renforcement offrant une résistance à des moments locaux de flexion dans la région de l'accouplement. Toutefois, la bride peut être omise si elle n'est pas nécessaire à cet effet. Dans l'accouplement simplifié représenté sur les figures 6 et 7, l'élément mâle 78 présente trois gorges 80 et l'élément femelle 82 présente trois rangées correspondantes d'orifices 84. Chaque rangée comporte quatre orifices qui sont à égale distance autour de la périphérie de l'élément femelle. Les orifices des rangées adjacentes sont décalés les uns par rapport aux autres d'envlron 300, de sorte qu'en regardant dans le sens de l'axe du tube, les orifices sont tous à égale distance. Pour établir la liaison voulue, des goujons 86 (figure 7) sont introduits dans les orifices 84 pour 5engager dans les gorges 80 après I'emboîtement des élé ments. L'accouplement agit sensiblement de la même manière que celui de la figure 5 pour transférer les forces axiales. Les brides 76 sont représentées à nouveau mais peuvent être supprimées si elles ne sont pas nécessaires. La structure du corps principal 36 des tubes représentés sur les figures 5 à 7 peut être réalisée selon les principes donnés plus haut. Par exemple, un tube d'un diamètre de 75 mm peut etre réalisé comme le tube D ci-dessus, c'est-à-dire avec les régions circonférentielles suivantes radialement de l'intérieur vers I'exté- rieur du tube Tube D Région Matière/armature 1 Etoffe ou voile de fibres de verre imprégné d'une résine époxy 2 Demi-couche de fibres de carbone circulaires 3 Une couche de fibres de verre enroulées à un angle de 200 4 Demi-couche de fibres de carbone circulaires 5 Une couche de fibres de verre enroulées à un angle de 200 6 Demi-couche de fibres de carbone circulaires 7 Une couche de fibres de verre enroulées à un angle de 200 8 Demi-couche de fibres de carbone circulaires 9 Une couche de fibres de verre circulaires Toutefois, il est souhaitable de prévoir dans les élé- ments d'accouplement une armature supplémentaire à l'encontre d'une déformation radiale due à des forces de traction et peut-être de compression exercées à la jonction. Cette armature supplémentaire peut avoir la forme d'une armature supplémentaire circulaire constituée de fibres de carbone d'un module relativement élevé Ainsi, il est possible d'apporter les modifications suivantes aux régions ci-dessus des parties extrêmes du tube pendant leur enroulement, les régions étant les memes sauf indication contraire Région Armature de l'élément Armature de l'élément mAle mâle femelle 1/2 Une couche de fibres de verre circulaires sur l'étoffe ou voile de fibres de verre 2 Une couche et demie sup- Une couche supplémentaire plémentaire de fibres de de fibres de carbone carbone circulaires 3 Une couche de clinquant métallique sur les fibres Une couche d'étoffe de verre sur le métal 4 Deux couches d'étoffe de Une couche supplémentaIre verre sur les fibres de de fibres de carbone carbone circulaires Une couche de fibres de verre circulaires sur l'étoffe 5 Modifiée comme 3 ci-dessus 6 Modifiée comme 4 ci-dessus Modifiée comme 4 ci-dessus 7 Modifiée comme 3 ci-dessus 8 Modifiée comme 4 ci-dessus Modifiée comme 4 ci-dessus 9 Deux couches d'étoffe de- Comme pour l'élément mâle verre sur les fibres Une couche de fibres de verre circulaires sur l'étoffe En outre, il peut être souhaitable d'améliorer la force. portante et la ténacité des parties extremes du tube- et on peut le réaliser à l'aide des dispositions -représentées sur les figures 8 à tl. La figure 8 représente un élément mSle qui est genéralement comme décrit en se référant à la figure t mais dans lequel les gorges sont revetues de bagues métalliques 88. Chaque bague est formée de deux demi-anneaux insérés dans les gorges après leur formage et réunis dans ces dernières.La figure 9 représente un autre élément mAle analogue dans lequel la couche superficielle de matière plastique est renforcée par une couche hélicoîdale de fibres de verre 90 enroulées de façon à suivre les ondulations voulues, par exemple par la technique décrite dans le brevet britannique NO 1 027 107. Les fibres de verre à module relativement faible rendent le structure tenace et plus résistante à l'abrasion. La figure 10 représente un élément femelle qui est renforcé par des bagues externes 92 d'une matière plastique armée de fibres de carbone. Ces bagues constituent une armature circulaire supplémentaire qui confère une plus grande rigidité radiale et une résistance supplémentare auioments localisés de flexion Les trois rangées d'orifices 94 sont ménagées entre les bagues adjacentes 92 et chaque orifice est allongé de façon que l'élément correspondant radialement mobile puisse etre également allongé circonférentiellement pour assurer un meilleur contact de portéeavec sa gorge.La figure 11 représente une autre forme de réalisation d'un élément femelle, dans laquelle les orifices sont analogues à ceux désignés par 84 sur la figure 6 mais dans chacun desquels est disposée une pièce métallique rapportée 96 présentant à son extrémité externe une bride en contact avec la surface externe de l'élément femelle. Ces éléments rapporté3 96 confèrent une force portante supplémentaire lorsque l'élément femelle est en prise avec le goujon mobile radialement pour transmettre des forces axiales. L'invention n'est pas limitée aux détails des formes de réalisation représentées sur les dessIns. Le nombre et le diamètre des goujons peuvent varier et leur contact de portée avec l'élément mâle peut être prolongé circonférentiellement dans toute mesure convenable. Les gorges de l'élément mâle peuvent être usinées dans la surface externe de ce dernier et les surfaces usinées peuvent etre revêtues de résine pour les rendre étanches. Toutefois, ceci peut etre inutile lorsque les surfaces usinées sont recouvertes de couches métalliques collées, comme on le voit sur la figure 8. Si les éléments mâle et femelle peuvent être alignés circonférentiellement, les goujons peuvent s'engager dans des évidements ou trous de l'élément mâle au lieu des gorges Lorsque l'élément mâle présente des trous, les goujons peuvent être agencés de façon à fermer ces trous hermétiquement après y avoir été introduits. Il est possible d'incorporer aux parties extrêmes des tubes tout nombre voulu de couches supplémentaires d'étoffe de verre, de clinquant métallique ou de fibres. Il est possible d'utiliser des fibres différentes de celles décrites.Les dispositions représentées sur les figures 5 à 11 ne sont pas limitées à un tube d'un diamètre de 75 mm comme décrit ci-dessus et peuvent être appliquées par exemple à la colonne montante pour forage sous-marin décrite en se référant à la figure 4, en appor- tant les modifications approprIées au processus d'enroulement des extrémités. Il est évident que la figure 3 représente un dispositif d'assemblage en particulier, mais pas nécessairement, pour un corps tubulaire, comprenant une partie relativement flexible destinée à recevoir des forces prédéterminées et une partie relativement rigide destinée à supporter la partie flexible pour ltempêchçr de fléchir sous l'effet desdites forces. La partie flexible peut etre disposée de façon à supporter lesdites forces par une action de coincement et il peut cotre prévu un accessoire destiné à transférer les forces à l'élément flexible. La partie flexible peut etre tubulaire et d'un seul tenant avec le corps tubulaire. Les forces peuvent etre dirigées dans le sens de l'axe de la partie flexible.Le support peut etre aussi tubulaire et il peut être placé à l'intérieur ou à l'extérieur d'une partie flexible tubulaire en fonction de la déformation prévue de cette dernière. Sur la figure 3, la partie flexible est évasée extérieurement pour supporter un accessoire ayant la forme d'une bague ou collier, et le support est placé dans la partie tubulaire flexible pour la soutenir à l'encontre d'une déformation radialement vers l'intérieur sous l'effet de forces de traction Pour réaliser l'armature circulaire et longitudinale indispensable, il est normalement nécessaire d'utiliser des fibres ayant la forme de filaments ou torons continus. Le procédé préféré de réalisation de tubes comme défini plus haut consiste alors à enrouler les filaments ou torons. Les filaments ou torons peuvent être maintenus tendus pendant 11 enroulement. La tension appliquée au filament ou toron pendant sa pose lui permet de comprimer les couches précédemment posées et d'en exprimer la résine. Ceci permet de produire un tube avec la teneur minimale en résine nécessaire pour éviter que la paroi du tube soit poreuse. Il n'est pas nécessaire d'appliquer les filaments ou torons individuellement ; ils peuvent être appliqués sous la forme d'un ruban comportant autant de filaments ou torons qu'il est possible d'appliquer simultanément d'une façon commode. Lorsque les filaments ou torons sont appliqués sous forme d'un ruban, ce dernier peut être pré-imprégné d'une résine formant matrice. En variante, la résine peut être appliquée aux filaments ou torons juste avant, pendant ou après la pose. Habituellement, il y a un excédent de résine et cet excédent peut etre enlevé de la face externe des fibres posées, par exemple en le séparant de ces dernières. Toutefois, il serait possible d'appliquer la quantité précise de résine nécessaire par exemple en utilisant un ruban pré-imprégné produit par le procédé décrit dans le brevet britannique NO 1 434 926. Il n'est alors pas nécessaire que la tension d'enroulement soit aussi élevée car 1lélimi nation de la résine ne pose plus de problème, bien qu'une certaine compression soit encore souhaitable pour éviter la fcrmation de vides dans la paroi du tube. Un autre procédé d'application d'une pression de tassement consiste à utiliser des rouleaux appliqués à l'extérieur des fibres posées. L'invention concerne donc un procédé de réalisation d'un corps tubulaire de matière plastique armée de fibres, dans lequel les fibres constituent une armature à la fois longitudinale et circulaire. Le procédé peut consister à réaliser le corps par enroulement de filaments en utilisant des fibres à module relativement élevé pour l'armature circulaire. En variante, ou en plus, le procédé peut consister à enrouler l'armature longitudinale dans au moins deux régions circonférentielles séparées par une région d'armature circulaire. Dans le présent mémoire, on s'est référé à des fibres de verre et de carbone qui sont les fibres préférées, mais ltin- vention nty est pas limitée. En particulier, dtautres fibres présentant un module élevé comprennent des fibres de polyamide aromatique, des fibres de bore et des fibres métalliques. Il va de soi que le corps et le procédé décrits peuvent subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REYENDICATIONS 1. Corps tubulaire de matière plastique armée de fibres, les fibres constituant une armature à la fois longitudinale et circulaire, corps caractérisé en ce qu'il comporte des fibres:-présentant un module d'élasticité relativement faible et un module d'élasticité relativement élévé, respectivement, et une région cîrconférentielle se prolongeant continuellement sur au moins une partie importante de la. longueur axiale du corps et renfermant des fibres de module relativement élévé constituant l'armature circulaire. 2. Corps tubulaire de matière plastique armée de fibres, lesdites fibres constituant une armature à la fois longitudinale et circulaire, corps caractérisé en ce qu'il comporte des fibres de module relativement faible et de module relativement élevé respeetivement, les fibres de module relativement élevé constituan une armature circulaire à la fois radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur par rapport aux fibres d'armature longitudinale . 3. Corps selon la revendication 2, caractérisé en ce que des fibres de module relativement faible constituent une armature circulaire radialement vers l'extérieur des fibres externes de module relativement élevé et radialement vers l'intérieur des fibres interne de module relativement élevé. 4. Corps tubulaire de matière plastique armée de fibres caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs régions circonférentielles contenant des fibres d'armature longitudinale et plusieurs régions circonférentielles contenant des fibres d'armature circulaire qui séparent les régions circonférentielles contenant des fibres d'armature longitudinale et qui se trouvent aussi radialement vers l'intérieur et radialement vers l'extérieur de ces dernières. 5. Corps selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte de 25 à 45 ffi en volume d'une résine formant matrice 6. Corps selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il présente une partie extrême évasée extérieurement pour permettre d'y relier un accouplement séparé. 7. Corps selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie extreme est également évasée intérieurement pour y loger un support de-renforcement radial. 8. Corps selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'un au moins des éléments d'accouplement est solidaire du corps. 9 Corps selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit élément fait partie d'un accouplement à emboîtement. 10. Procédé de réalisation d'un corps tubulaire selon l1 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à déposer les fibres sous forme de filaments ou torons continus par un mode d'enroulement de filaments.