Brevet FR2504590A1 — publié le 19821029

O Tube de tubage de grand diamètre pour l'industrie de l'extraction du piétrole et du gaz naturel. L'invention concerne un tube de tubage de grand diamètre pour l'industrie du gaz naturel et du pétrole, muni d'un filetage & un ou plusieurs filets déterminé par le nom- bre des filets sur 25,4 mn de longueur de tube, sur une paroi conique déterminée par son rétrécissement, plusieurs de ces tubes s'assemblant par manchon ou mamelon pour former un tu- bage. Dans les dispositions concernant ce domaine, par exemple dans les normes de 1 'American Petroleum Institut (API) sur les tubes de tubage, on voit que le nombre des filets et le rétrécissement de la paroi conique sont égaux sur toute la gamme de dimensions Il est vrai que cela a l'avantage de li- miter le stock d'outils de coupe, mais il y a de grands in- convénients lors de l'utilisation des tubes de tubage car la dimension des filetages est basée sur le plus petit diamètre ici 114 un et les épaisseurs de paroi appropriées Or dans la pratique sur le derrick, il apparaft que des tubes ayant de si petites dimensions de filetage nécessitent, dans la game des grands diamètres, au dessus de 300 & 400 am environ, une manipulation, en particulier un vissage, d'une précision dis- proportionnée à la masse de ces tubes Ainsi, on a pu obser- ver que des tubes d'environ 500 mn ayant un pas de 5 filets sur 25,4 au de longueur de filetage et un c 8 ne de filetage de t 1:2 étaient vissés entre eux incorrectement, sous un petit angle qui n'attirait plus l'attention, et qu'ainsi l'assem- blage n'avait pas la résistance exigée et ne restait pas in- tact. L'invention a pour but de donner au vissage des tubes de tubage une forme et une dimension telles que, m Ome dans les conditions de service et les conditions atmosphéri- ques rudes qui règnent sur la plateforme de forage, éventuel- lement en mer, l'adaptation correcte du filetage soit faci- litée et que toute la résistance de l'assemblage soit mainte- nue. Le problème est résolu par le fait que, dans le cas o le tube a un diamètre extérieur supérieur à 400 ma et une épaisseur de paroi allant jusqu'à environ 32 mm, le pas est de 3,5 & 2 filets par 25,4 mn et le rétrécissement de la paroi conique est compris entre 1:8 et 1:6,5 Selon un mode d'exécution avantageux, le rétrécissement de la paroi conique est compris entre 117,75 et 1:7,25 Selon un autre mode d'exér Oution avantageux, le filetage a une forme en dents de scie ou trapézoïdale Selon un autre mode d'exécution avantageux, le tube est à extrémité lisse (non épaissi) Ltinvention ré- side essentiellement dans une combinaison avantageuse de ca- ractéristiques en elles-m 4 mes connues, qui surmonte les prin- cipes usuels antérieurement (pas égal et c 8 ne de filetage égal) pour une série de dimensions. Les grandeurs déterminantes sont le diamètre exté- rieur du tube, supérieur & 400 ma, et une épaisseur de paroi correspondante L'épaisseur de paroi doit tre petite relati- vement & la gamme inférieure de diamètres de sorte que les tu- bes doivent être vissée avec manchon ou mamelon Ainsi, on évite de refouler les extrémités du tube ou de prévoir des paississements pour le vissage d'un tube à l'autre et on uti- lise des tubes à extrémité lisse à l'état amélioré, ayant de grandes valeurs de résistance. Dans ces conditions, on arrive à adapter dans la simple épaisseur de paroi, sans épaulement de vissage, des dimensions de filetage qui résolvent le problème de façon étonnamment avantageuse Par suite du grand pas du filetage, de 3,5 à 2 filets sur 25,4 mm de longueur, on peut adopter des profondeurs de filetage qui améliorent la résistance mé- canique au détachement relativement à des filetages plus fins et qui facilitent le vissage correct Les avantages sont ob- tenus de la même façon dans le cas des filetages en dents de scie et trapézoïdaux, usuels pour les tubes de tubage. Une autre mesure consiste à modifier le rétrécis- sement de la paroi conique du filetage en adoptant un rapport compris entre 1:8 et 1:6,5 Le vissage correct est ainsi fa- cilité encore davantage S'il est vrai que cet avantage est accru lorsque le rétrécissement tend vers 1:6,5, ce choix exige d'autre part, les autres conditions étant inchangées, une épaisseur de paroi de plus en plus grande C'est pourquoi on considère comme avantageux d'adopter une inclinaison se si- tuant dans une gamme restreinte autour de 1:7,5. On expliquera l'invention & propos de l'assemblage avec filetage en dents de scie, représenté schématiquement à titre d'exemple non limitatif sur les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre en coupe longitudinale les extrémités de deux tubes vissés avec un manchon; la figure 2 est une vue agrandie du filetage. Le tube de tubage selon l'invention, d'un diamètre extérieur de 508 n, présentes sur toute sa longueur, une &- épaisseur de paroi de 16,1 ms et aux deux extrémités, un file- tage extérieur La figure 1 montre une extrémité du tube de tubage 1 munie du filetage extérieur 2 Le filetage 2 est dis- posé sur une paroi conique présentant un rétrécissement de 1:7,5 Cela vent dire que le diamètre 3 du flanc de filet di- minue ou augmente de 1 mm tous les 7,5 mm dans la direction de ltextension longitudinale du tube Dans l'exemple d'exécu- tion o le filetage a une longueur d'environ 120 mm, l'tépais- seur de paroi du tube diminue Pn direction de l'extrémité, jusqu'à la moitié à peine de la partie non filetée Le pas est de 3 filets par 25,4 mm. La figure 2 donne une impression de la proportion et de la forme de filetage en dents de scie Les figures ne sont pas déviées l'une par rapport & l'autre Le rapport en- tre la hauteur de filet de 8,467 mm et le diamètre du tube de 508 am montre nettement que si un tubage d'environ 18 m de longueur est dans une position stable vissée incorrectement, cela suppose une déviation de plus de 300 mm environ relati- vement & l'axe Dans le cas de filetages selon les normes imuelles, la déviation est simplement d'environ un quart de cette grandeur, ce qui est difficile ou même impossible à re- ; 04590 marquer à l'oeil nu. Sur la figure 1, un manchon 4 est vissé sur le tu- be 1 a Le vissage fermeavec un couple de vissage prescrit par le fabricant, s'effectue seulement contre la résistance du fi- letage conique Le tube 1 ne bute ni contre un collet du man- chon 4 ni contre le tube 5 vissé dans le manchon 4 par l'au- tre c 8 té Plusieurs tubes de ce genre 1, 5 etc reliés chaque fois par un manchon 4 etc, forment un tubage pour le revête- ment d'un forage, de la surface du sol jusqu'à une profondeur de plusieurs centaines de mètres Dans ce tubage sont dispo- sés un ou plusieurs tubages arrivant plus profondément, pour un cuvelage supplémentaire du forage ou pour l'extraction à travers le forage. v D 4590 REVEND I CAT IONS 1 Tube de tubage de grand diamètre pour l'indus- trie de l'extraction du pétrole et du gaz naturel, muni & chaque extrémité d'un filetage & un ou plusieurs filets, déter- miné par le nombre des filets sur 25,4 mm de longueur de tube, sur une paroi conique déterminée par son rétrécissement, plu- sieurs de ces tubes s'assemblant par manchon ou mamelon pour former un tubage, tube caractérisé par le fait que, le diamè- tre extérieur étant supérieur & 400 mm et l'épaisseur de pa- roi allant jusqu'à environ 32 ma, le pas est de 3,5 à 2 fi- lets par 25,4 ma et le rétrécissement de la paroi conique est compris entre t 1:8 et 1:6,5. 2 Tube selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le rétrécissement de la paroi conique est compris entre ls 7,75 et 1:7,25. 3 Tube selon l'une des revendications 1 et 2, ca- ractérisé par le fait que le filetage a une forme en dents de scie ou trapézoïdale. 4 Tube selon l'une des revendications 1 à 3, caractrisg par le fait qu'il est à l'extrrmité lisse (non 6 paissi).