Brevet FR2494402A1 — publié le 19820521

La présente invention a trait au domaine du contrôle de malformations de tubes assemblés en pipe-lines pour transport de gaz ou autres fluides tels que produits pétroliers ou autres. Elle concerne plus particulierement un dispositif destiné a détecter les tubes défecavant ou tueux, notamment par effet dit "de toit",/pendant l'exploitation d'un pipe-line déjà installé. Les tubes utilisés dans la construction des pipelines sont souvent réalisés 9 l'aide de tôles roulées dont les bords ainsi rapprochés sont soudés longitudinalement. Dans le cas où le roulage des tôles n'est pas exécuté convenablement au voisinage du bord de la tôle, on observe, une fois la virole terminée, une partie plate de part et d'autre de la soudure longitudinale du tube ayant la forme d'une toiture d'où le nom "d'effet de toit". La section droite du tube n'est donc pas parfaitement cylindrique. Lors de la mise en pression de la ligne, la section du tube comportant ce défaut de construction a tendance a prendre la forme d'un cercle parfait ce qui a pour résultat une flexion dans la zone soudée.A chaque mise en pression le phénomène se répète et aboutit a une fatigue du métal a tel point qu'une rupture peut se produire. L'invention a pour but de résoudre ce problème de détection de malformation dans un tube afin que ltélément défectueux puisse être remplacer sans pour autant enlever (par exemple déterrer) toute la canalisation pour vérification. Elle propose è cet effet un appareil spécialement adapté a partir d'organes ou éléments connus en soi de façon è pouvoir déceler des effets de toit tout le long d'une installation de pipe-lines en exploitation. L'appareil est en effet conçu pour etre lance d'une station ou gare standard d'exploitation de pipe-lines et pour circuler à faible vitesse au sein des canalisations contrôler. Le nouveau dispositif de détection d'effet de toit est essentiellement constitué par la combinaison de : a) un racleur de traction de type connu en soi, muni de coupelles etde batterie d'alimentation;b) un racleur de mesure relié par cardans au racleur de traction et constitué par un fut équipé è l'extérieur de roues inclinées et comprenant l'intérieur un magnétophone pour stockage des informations de mesure ainsi qu'un système de transmission de mouvement vers : c) une roue de contrôle ou mesure munie d'une série de capteurs ou palpeurs a transformateur differentiels de type connu. en soi, chaque palpeur étant relié a deux roulettes auto-orientables qui explorent la paroi interne du pipe-line ; le décalage desdites roulettes par effet de toit étant enregistré dans le magnétophone dont la bande de mémorisation est reportée sur papier pour interprétation des mesures. En pratique, le racleur de traction est propulsé dans la canalisation à explorer à l'aide du fluide de la ligne de transport (par exemplepétrole). Le racleur de mesure, relié par cardans au précédent, est tiré puis mis en rotation sur lui-même grâce aux roues extérieures qui, inclinées, appuyent fortement sur la paroi du tube qui sert de chemin de roulement. La roue de mesure est ellelaême entraînée à vitesse surmultipliée par rapport au tracteur ou chariot de contrôle grâce à un ensemble pignons-2rbres-courroies crantées, prévu sur ce chariot. D'autres détails et caractéristiques de l'appareil selon 1 invention apparaîtront dans la description qui suit, relative à un mode de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés qui représentent schématiquement Figure I : une vue en coupe, de profil, d'un dispositif de détection d'effet de toit selon l'invention, avec ses trois éléments essentiels ; Figure 2 : une vue partielle detaillée de la roue de mesure, illustrant le principe d'un fonctionnement d'un capteur et des roulettes associées. Tel que représenté sur'la figure I, l'ensemble de mesure selon l'invention comprend essentiellement : un racleur tracteur A, un racleur ou chariot de contrôle B et une roue de mesure C. Les éléments sont solidaires entre eux en vue d'un déplacement à l'intérieur d'une canalisation I selon la flèche 2, grâce à une liaison d'une part par cardans 3 entre les chariots A et B et, d'autre part, par un arbre 4 de système de transmission entre le chariot B et la roue de mesure C. Le tracteur A est un racleur de type connu en soi, muni de ses coupelles 5 (par exemple au nombre de quatre) en matériau convenable du type polyuréthanne ou similaire et comprenant à l'intérieur une batterie d'accumulateurs 6. Ce tracteur est propulsé dans le sens de la flèche 2 par le fluide de la canalisation à contrôler - par exemple pétrole brut - à une vitesse prédéterminée, par exemple de l'ordre de I à 1,5 mètre par seconde. Le chariot B tiré grâce à la liaison 3 par le racleur A est entraîne en rotation sur lui-même au moyen des séries de petites roues inclinées 7,8 qui appuyent fortement sur la paroi I de la canalisation. Ce chariot B est muni à l'intérieur d'un système de stockage d'informations, par exemple un magnétophone 9 à grand nombre de pistes. I1 comprend en outre un ensemble de transmission de mouvement vers la roue de mesure C et qui inclut notamment : un pignon fixe 10 relié par courroie-poulie 11 à un arbre rotatif 12 qui, par nouvel ensemble de poulie et courroie crantée 13, transmet son mouvement à l'arbre 4 qui entraîne la rotation de la roue de mesure C. Grâce à une telle trans mission, la vitesse de la roue est .Rermatt ee ; par le chariot B accomplit une révolution sur luimeme, la roue C effectue trois tours environ. La roue de mesure C, schématiquement représentée sur la figure 1, est constituée par un disque creux 14 sur la périphérie duquel sont installées des séries d'ensembles de deux roulettes 15 qui, autoorientables, sont en contact permanent, pendant la rotation, avec la paroi interne 1 du pipe-line. Le disque comprend plusieurs capteurs de déplacement linéaire (par exemple douze) qui sont du type connu : transformateur différentiel. Le schéma détaillé de la figure 2 illustre le principe de fonctionnement de l'un de ces capteurs 16. Ce dernier comprend une bobine primaire 17 alimentée en courant alternatif et entourée de deux bobines secondaires 18 non alimentées.Le noyau 19 du capteur est relié par tige 20 aux deux roulettes associées 15', 15" installées en montage différentiel avec interposition de ressorts 21 pour forcer les roulettes à un appui permanent sur la paroi I de la canalisation. En fonctionnement, pendant la rotation de la roue de mesure C et du chariot B, les roulettes 15', 15" (ainsi que toutes celles associées aux autres capteurs ou palpeurs) explorent en permanence la paroi interne du tube à contrôler. Lorsque, pour un capteur donné, l'une des roulettes 15' 15" change de niveau - du fait précisément de l'effet de toit du tube etiou d'une légère ovalisation de ce dernier la valeur du décalage est enregistrée par signal sur une piste du magnétophone 9. Après exploration d'une longueur donnée de canalisation, on lit la bande magnétique et l'on peut par exemple reporter les résultats sur papier de manière à faciliter l'interprétation des mesures. Ainsi, par exemple, en adoptant un dispositif tel que celui décrit, de diamètre environ 100 cm et dont la vitesse de déplacement linéaire du racleur de traction est fixée à 1,5 m/s, on peut e detecter des effets de toit supérieurs à 4 mm en effectuant, par la roue de mesure, une exploration des soudures longitudinales de tubes d'un pipe-line à des distances de 20 en 20 cm . REVENDICATiONS 1. Dispositif de détection de tubes défectueux dans un pi pe-line en exploitation, notamment en vue de déceler "l'effet de toit, caractérisé en ce qu'il est constitué par la combinaison de : a) un ra cleur de traction (A) de type connu en soi, muni de coupelles (5) etde batterie d'alimentation(6) ; b) un racleur de mesure (B) relié par car dans (3) au racleur de traction et constitué par un fut équipé à l'inte- rieur de roues inclinées (7,8) et comprenant à l'intérieur un magnéto phone (9) pour stockage des informations de mesure ainsi qu'un système de transmission de mouvement vers : c) une roue de contrôle ou mesure (C) munie d'une série decapteurs ou palpeurs à transformateur différentiel, de type connu en soi, chaque palpeur (16) étant relié à deux roulettes auto-orientables (15', 15") qui explorent la paroi interne (1) du pipe line ; le décalage desdites roulettes par effet de toit étant enregistré dans le magnétophone (9) dont la bande de mémorisation est reportée sur papier pour interprétation des mesures. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le racleur de mesure (B) tiré et entraîné en rotation par le racleur de traction (A), lui-même propulsé par le fluide du pipe-line, met en rotation ladite roue de mesure (C) par le système de transmission cons titué par un ensemble : pignons (10) - arbres (4,12) - courroies crantées (11,13) fournissant une vitesse surmultipliée à la roue de mesure (C) 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la liaison palpeur (16) - roulettes (15'15") est faite au moyen de tiges (20) munies de ressorts (21) au niveau des roulettes et solidaires, sur une extrémité, du noyau (19) qui se déplace entre les bobines (17,18) du palpeur à transformateur différentiel.