Brevet FR2373744A1 — publié le 19780707

La présente invention a trait aux conduites propres a permettre le transport des fluides sous des pressions élevées0 Elle est plus particulière!#ent relative aux éléments du genre en question destinés au transport du pétrole brut dans une installation en mer à partir d'une tete de forage située au fond vers une installation de surface. Le pétrole brut peut oestre transporté a partir des têtes de forage sous-marines par une conduite montante en acier. Cette conduite est suspendue par son extrémité supérieure a l'installation de surface qui peut affecter la forme d'une plateforme ou d'une bouée et elle est solidement ancrée par son extrémité inférieure a ce qu'on appelle une tee de forage en "arbre de Noël". Du fait que le tube est suspendu, son extrémité supérieure est soumise a un effort de traction très important par exemple de l'-ordre de 50 Tonnes pour une conduite présentant un diamètre d'environ 250 mm. Les conduites en question sont soumises à des contraintes dy namiques engendrées par le mouvement de l'installation de surface et ceci peut conduire à des avaries prématurées#. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention ont pour but de permettre la réalisation d'une conduite propre a assurer le transport de fluides sous fortes pressions et qui puisse etre soumise a des efforts répétés de flexion sans quelle ne se rompe. Une conduite propre a permettre le -transport de fluide sous hautes pressions comprend conformément à la présente invention un organe tubulaire ondulé entouré par au moins un cordon se trouvant en contact avec lui dans le fond des ondulations, tout étant encerclé par une enveloppe annulaire allongée réalisée au moyen de brins à halite résistance a l'allongement qui s'étendent substantiellement suivant une orientation longitudinale par rapport à la conduite, tandis -qu 'un revetement de protection entoure ladite enveloppe. la conduite suivant l'invention peut etre suspendue sous des efforts de tension élevés et soumise a des efforts de flexion répétés sans se rompre. Il apparaît que les contraintes de tension éle vées auxquelles est soumise la partie haute de la conduite sont absorbées par l'enveloppe annulaire et réparties sur toute la longueur de cette conduite, tandis qu' elles sont transmises aux extré mités de ladite enveloppe. De plus, on peut estimer que -l'envelop- pe annulaire permet de répartir sur une certaine #longueur de l'or- gane tubulaire ondulé la flexion qui lui est imposée. Cet organe tubulaire peut comporter -par exemple des ondulations hélicoidales sur toute sa longueur, ou il peut avoir une multitude d'ondulations circulaires ou en forme d'anneaux. Lorsque -l'or- gane tubulaire présente une ondulation hélicordale on prévoit un cordon de forme telle qu'il coopère avec le fond des sillons de celle-ci. S'il comporte des ondulations annulaires on prévoit une multiplicité de cordons se présentant sous la forme de bagues qui sont destinées a entourer les sillons situés entre lesdites ondulations et a venir au contact avec leur fond. L'organe tubulaire est préférablement réalisé en un métal tel que l'acier inoxydable. Il peut présenter un diamètre d'environ 127 mm (5 pouces) le diamètre total étant a peu près de 254 mm (10 pouces). La ou les ondulations peuvent avoir un pas de 19 mm et une profondeur de 9,5 mu (respectivement 3/4 et 3/8 de pouce). Le ou les cordons renforcent la conduite de manière qu'elle puisse résister a des pressions internes élevées. On prévoit de le ou les réaliser par exemple en un métal tel que l'acier inoxydable ou en une matière plastique telle que le polytétrafluoréthylène. Il est aussi préférable que le ou les cordons présentent un faible coefficient de frottement de manière que si l'organe tubulaire ondulé se dilate sous l'influence de la pression interne élevée ils puissent glisser aisément sur sa surface de manière que les pressions se répartissent sur la plus grande partie possible de celle du ou des cordons. On peut réaliser les cordons par exemple par extrusion ou les établir au moyen de fibres ou torons individuels tordus en hélice afin qugils affectent une forme semblable a celle #d'une corde. Si l'organe tubulaire présente une dépression hélico#daîe, on peut extruder un profilé de méme forme qui coopère avec cette dépression ou un cordon affectant la forme d'une corde peut entre enroulé autour de l'organe tubulaire de façon qu'il soit en contact avec le fond de la dépression considérée. Dans le cas d'un organe tubulaire présentant une multiplicité d'ondulations circulaires, chaque cordon peut etre réalisé a partir de pièces extrudées sous forme de bagues ou au moyen d'anneaux individuels toronnés. L'enveloppe annulaire peut être établie en une matière semblable a celle du ou des cordons ou différente de cette dernière, mais de toute manière ses fibres ou fils,torounés sont disposes longitudinalement par rapport a la conduite de manière que cette enveloppe puisse résister a des efforts de traction élevés, - l'inversion des contraintes et aux "vibrations". Des matières convenant pour réaliser -l'enveloppe annulaire sont celles vendues respectivement sous les marques PARAFILL et PEVLAR par les sociétés-I.C.I. Linear Fibres et Du Pont de Nemours. Ce sont des polyarimides, et elles sont formées de fibres linéaires parallè.les qui sont extrudées avec précision afin que les faces de chaque fibre soient en contact avec celles des fibres adjacentes. On a utilisé de telles matières pour l'amarrage des navires importants tels que les pétroliers géants et comme haubans pour les mâts et analogues. Le revêtement de protection qui entoure l'enveloppe annulaire est préférablement réalisé au moyen d'un manchon de matière plastique. Il peut être protégé par un revetement armé comportant préfé rablement des torons diacier tressés entre eux comme dans le cas des tuyaux blindés. L'extrémité de la conduite peut avantageusement être disposée dans un raccord de liaison a baïonnette permettant de réaliser les jonctions de manière simple et étanche. Un tel raccord comprend préférable#tient une virole annulaire tronconique pourvue d'une paroi divergeant en direction de :1' extérieur vers -la conduite. # A l'inté- rieur de la virole est disposé un moyeu résistant a la pression qui se trouve en prise avec -l'extrémite de -l'-organe tubulaire pour permettre le passage du fluide. -L'extrémité de l'enveloppe annulaire, le manchon et le revêtement blindé sont disposés a l'intérieur de la virole et sont serrés par compression de la paroi du manchon.Le raccord peut comprendre un perçage situé derrière le moyeu pour assurer -l'dcoulement du fluide. Le dessin annexé, donné a titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. Fig.-7, est une coupe longitudinale d'une conduite suivant l'invention. Fi#-g.- 2 -en est une coupe partielle à plus grande échelle montrant la manière dont l'organe hélicoïdal coopère avec organe tubulaire ondulé en hélice. Fig. 3 est une coupe longitudinale d'un raccord de liaison a baïonnette destiné a être en prise avec l'extrémité de la conduite-illustr,ée en fig. 1. Fig. 4- montre en perspective le- raccord de liaison de fig. 3. On a représenté en fig. 1 une conduite montante 2 comportant un organe tubulaire central élastique 4 réalisé au moyen d'une enveloppe placier inoxydable ondulée en hélice. -L'organe tubulaire est entouré par un cordon hélicoïdal 6 établi en une matière plastique synthétique présentant un faible coefficient de frottement. Ce cordon renforce la conduite 2 de manière qu'elle puisse résister a des pressions internes importantes. Lorsque l'organe tubulaire 4 se dilate sous l'influence de la pression interne, le cordon 6 peut glisser aisément par rapport a la surface ondulée du fait de son faible coefficient de frottement. Les pressions se répartissent ainsi sur la plus grande partie possible de la surface du cordon considéré. Une enveloppe annulaire 8, réalisée en une matière vendue dans le commerce sous la marque. flpARAFILL1W, entoure ltorgane tubulaire 4 et le cordon hélicoïdal 6. Les fibres ou cordons de l'enveloppe 8 sont orientés longitudinalement par rapport a la conduite 2 de manière qu'elle puisse résister a des efforts de traction élevés, a l'inversion des contraintes, aux vibrations et analogues. Un manchon protecteur.- 10 réalisé. en matière plastique entoure l'enveloppe annulaire 8, tandis qu'un revEt,ement armé 12 est disposé autour de ce manchon. Le revêtement 12 est réalisé au moyen de torons ou câbles d'acier tressés. Les éléments composant le revêtement 12 peuvent être soudés ensemble au niveau de l'extrémité de la conduite de manière a. éviter toute détérioration des fibres ou cordons. On a montré en fig. 3 et 4 un raccord de liaison à baïonnette 14 destiné a coopérer avec l'extremite de la conduite. Ce raccord comporte une virole 15 préférablement quelque peu évasée a l'inté- rieur de laquelle se -trouve un moyeu- 16 propre a -résister à la pression et qui vient en prise avec -l'extrémité de l'organe tubulaire 4 pour assurer le passage du fluide. L'extrémité de l'enveloppe annulaire 8, le manchon 10 et le revêtement armé 12 sont placés dans la virole 15 et sont serres par compression de la paroi de -celle-ci. Le raccord de liaison 14 comporte derrière le moyeu 16, un alésage intérieur permettant le passage du fluide. Il doit d'ailleurs etre entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple et qu'elle ne limite #nullement le domaine de ltinvention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Conduite propre a permettre le transport de fluides sous hautes pressions, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe tubulaire ondulé entouré par au moins un cordon se trouvant en contact avec lui dans le fond des ondulations, le tout étant encerclé par une enveloppe annulaire allongée réalisée au moyen de brins a haute résistance -l'allongement qui s'étendent substantiellement suivant une orientation longitudinale par rapport a la conduite, tandis qu'un revet,ement de protection entoure ladite enveloppe. -2. Conduite suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe tubulaire est pourvu d'une ondulation hélico#dale sur toute sa longueur, tandis qu'un cordon de forme correspondante est en contact avec le fond de ladite ondulation. -3. Conduite suivant la revendication 1, caractérisée en ce que -l'organe tubulaire est pourvu d'une multitude d'ondulations annulaires, tandis qu -il est entouré par une pluralité de cordons se présentant sous la forme de bagues qui coopèrent avec le fond des sillons dudit organe. 4o Conduite suivant -l'une quelconque des revendications 1 a 3, -caractérisée en ce que l'organe tubulaire est métallique. 5. Conduite suivant la revendication 4, caractérisée en ce que î'-o#gane tubulaire est réalisé en acier inoxydable. 6. Conduite suivant l'une quelconque des revendications prece- clientes, caractérisée en ce que .le ou les cordons qui encerclent l'organe tubulaire présentent un faible coefficient de frottement de manière que lorsque cet organe se dilate les cordons puissent glisser-sur sa surface. -7. Conduite suivant l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisée en ce que le ou les cordons entourant l'or- gane tubulaire ondulé sont réalisés en acier inoxydable. 8. Conduite suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, -caractérisée en ce que le ou les cordons entourant l'-organe tubulaire ondulé sont réalisés en polytétrafluoréthylène. 9. Conduite suivant l'une quelconque des revendications pre- cédentes, caractérisée en ce que le ou les cordons qui entourent l'organe tubulaire ondulé sont établis par extrusion et affectent un profil tel qu'ils sont en cont en contact avec le fond des sillons des ondulations. 10. Conduite -suivant l~une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisée en ce que l'enveloppe annulaire allongée est réalisée en fibres linéaires de polyarimides. 11. Conduite suivant l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisée en ce que le revêtement qui encercle l'en- veloppe annulaire est constitué par un manchon de matière plastique. 12. Conduite suivant la revendication Il, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un revêtement armé entourant le manchon. 13. Conduite suivant la revendication 12, caractérisée en ce que le revêtement armé est réalisé au moyen de torons d'acier inoxydable tressés. 14. Canalisation caractérisée en ce qu'elle comporte une conduite suivant l'une quelconque des revendications précédentes dont leune des extrémités est associée à un raccord de jonction a bal-on- nette. 15. Canalisation suivant la revendication- 14, caractérisée en ce que le raccord de jonction a baïonnette comprend une virole annulaire tronconique pourvue d'un moyeu résistant a la pression et qui se trouve en prise avec ltextrémité de l'organe tubulaire ondulé de la conduite pour permettre le passage du fluide, -tandis que ltextrdmite correspondante de l'enveloppe annulaire et celle du revêtement sont disposées dans la virole.