Brevet FR2504636A1 — publié le 19821029

i Procédé et dispositif pour rendre étanche un espace entre deux surfaces d'étanchéité La présente invention concerne un procédé pour rendre étanche un espace entre deux surfaces d'étanchéité sensiblement coaxiales qui peuvent être introduites l'une dans l'autre et elle a trait à un dispositif d'étanchéité pour mettre en oeuvre ce procédé. L'espace entre une partie femelle et une partie mâle d'un joint de tuyauterie est habituellement rendu étanche au moyen d'une bague d'étanchéité qui est constituée par une bague de roulement ou une bague de glissement La présente invention concerne un dispositif pour rendre étanche l'espace entre les surfaces d'étanchéité au moyen d'une bague de glissement, c'est-à-dire une bague d'étanchéité assurant un mouvement de glissement entre la bague d'étanchéité et une des surfaces d'étanchéité et/ou entre deux surfaces d'étanchéité de la bague d'étanchéité pendant l'introduction d'une des surfaces d'étanchéité dans l'autre surface d'étanchéité Pour que le glissement ait lieu sans mettre en jeu des forces de frottement trop grandes, il est nécessaire que les surfaces glissant l'une contre l'autre soient recouvertes d'un lubrifiant Le lubrifiant peut être appliqué en même temps que l'opération de jonction elle-même, la bague d'étanchéité étant habituellement emmanchée à force sur l'extrémité mâle et le lubrifiant étant alors appli- qué avant que les surfaces d'étanchéité soient introduites l'une dans l'autre Il est également possible de livrer les bagues d'étanchéité déjà munies de lubrifiant à l'endroit o ces bagues doivent être utilisées Dans le cas mentionné en dernier, il est bien entendu nécessaire d'emballer les bagues d'étanchéité d'une façon appropriée de manière que le lubrifiant ne disparaisse pas pendant le transport oune soit pas contaminé Les bagues d'étan- chéité antérieurement connues du type dans lequel le glissement a lieu entre deux surfaces de glissement à l'intérieur de la bague d'étanchéité ont pour inconvénient d'être coûteuses et difficiles à fabriquer. L'objet de la présente invention est de concevoir un procédé perfectionné pour rendre étanche l'espace entre deux surfaces d'étanchéité sensiblement coaxiales qui peuvent être introduites l'une dans l'autre au moyen d'une bague d'étan- chéité glissante. Selon la présente invention, on a conçu un procédé pour rendre étanche l'espace entre deux surfaces d'étanchéité sensiblement coaxiales qui peuvent être introduites l'une dans l'autre, de préférence pour rendre étanche l'espace entre une partie femelle et une partie mâle d'un joint de tuyauterie, procédé dans lequel une bague d'étanchéité est positionnée sur une des surfaces d'étanchéité avant que les surfaces d'étan- chéité soient introduites l'une dans l'autre et la bague d'étan- chéité prend une position comprimée entre les surfaces d'étan- chéité pendant l'introduction d'une des surfaces d'étanchéité dans l'autre surface d'étanchéité, le procédé susvisé étant caractérisé par le fait que la bague d'étanchéité se trouve dans une enveloppe ou bien est enfermée dans une enveloppe pen- dant sa mise en place sur une des surfaces d'étanchéité, ladite enveloppe contenant un lubrifiant, et par le fait que l'intro- duction d'une des surfaces d'étanchéité dans l'autre surface d'étanchéité est facilitée par le fait que l'enveloppe est rompue par ladite introduction et que le lubrifiant se trouvant dans l'enveloppe est de ce fait accessible et/ou par le fait qu'une partie de l'enveloppe glisse entre la bague d'étanchéité et la ou les surfaces d'étanchéité. Dans la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, la bague d'étanchéité peut avoir une forme de section simple qui rend moins coûteuse la fabrication de cette bague d'étanchéité. Dans un mode de réalisation de l'invention, la bague d'étanchéité est emmanchée à force sur une surface d'étanchéité de l'extrémité mâle d'un tuyau pendant que la bague d'étanchéité est enfermée dans l'enveloppe contenant le lubrifiant, grâce à quoi le lubrifiant est rendu accessible en vue de réduire le frottement entre la bague d'étanchéité et la surface d'étan- chéité de l'extrémité femelle du tuyau en raison du fait que l'enveloppe est rompue pendant l'introduction de la surface d'étanchéité de l'extrémité mâle dans la surface d'étanchéité de l'extrémité femelle. Selon l'invention, il est également possible de disposer la bague d'étanchéité et le lubrifiant dans une enveloppe qui est constituée par un évidement dans une paroi formant l'une des surfaces d'étanchéité et un élément fermant ledit évidement, l'élément fermant l'évidement étant enlevé immédiatement avant ou pendant l'introduction d'une des surfaces d'étanchéité dans l'autre surface d'étanchéité. L'invention a trait aussi à un dispositif d'étanchéité pour rendre étanche l'espace entre deux surfaces d'étanchéité sensiblement coaxiales qui peuvent être introduites l'une dans l'autre, de préférence pour rendre étanche l'espace entre une extrémité femelle et une extrémité mâle d'un joint de tuyauterie. Le dispositif d'étanchéité selon la présente invention comprend une bague d'étanchéité enfermée dans une enveloppe contenant un lubrifiant et est caractérisé par le fait que la bague d'étan- chéité est adaptée pour se trouver ou pour être placée sur une des surfaces d'étanchéité et par le fait que l'enveloppe est adaptée pour être rompue lors de l'introduction des surfaces d'étanchéité afin de rendre accessible le lubrifiant se trouvant dans l'enveloppe. Dans un mode de réalisation préféré, la bague d'étan- chéité selon l'invention consiste en un tube, de préférence un tube fabriqué à partir d'une mince matière plastique, comportant des parties d'extrémité se recouvrant. On va décrire la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective montrant un dispositif d'étanchéité pour mettre en oeuvre le procédé selon la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe partielle par II-Il de la figure 1 du dispositif d'étanchéité selon la figure 1; les figures 3 et 4 montrent l'application du procédé pour rendre étanche l'espace entre la partie femelle et la j partie mâle d'un joint de tuyauterie; les figures 5 et 6 montrent un autre mode de réali- sation d'un procédé pour rendre étanche l'espace entre la partie femelle et la partie mâle d'un joint de tuyauterie; et les figures 7 et 8 montrent un autre mode de réali- sation d'un procédé pour rendre étanche l'espace entre une partie mile et une partie femelle d'un joint de tuyauterie. Les figures t et 2 montrent un mode de réalisation d'un dispositif d'étanchéité selon la présente invention Le dispositif d'étanchéité est adapté pour rendre étanche l'espace entre deux surfaces d'étanchéité sensiblement coaxiales qui peuvent être introduites l'une-dans l'autre, de préférence pour rendre étanche l'espace entre la partie femelle et la partie m&le d'un joint de tuyauterie Le dispositif d'étanchéité com- prend une bague d'étanchéité 2 dont la section droite a sensible- ment la forme d'une demi-pointe de flèche Cette bague d'étan- chéité comporte une surface inclinée 4 et un épaulement 6 qui forment une saillie 8 La bague d'étanchéité 2 comprend aussi une partie de support 10 qui se raccorde à l'épaulement 6. Le dispositif d'étanchéité selon la présente invention comprend aussi une enveloppe 12 consistant en un tube à paroi mince, de préférence fabriquée à partir d'une matière plastique. L'enveloppe 12 enferme la bague d'étanchéité 2 et ses parties d'extrémité 14 et 16 sont placées de façon telle l'une par rapport à l'autre que la partie d'extrémité 14 fait saillie dans la partie d'extrémité 16 sur une distance qui est suffi- sante pour que le dispositif-d'étanchéité puisse se dilater sans que la bague d'étanchéité 2 se trouve exposée, c'est-b- dire à nu, dans la région o les parties d'extrémité 14 et 16 se raccordent l'une à l'autre. Dans l'enveloppe 12 est disposé un lubrifiant qui a 250463 i pour but de faciliter le glissement du dispositif d'étanchéité contre une surface d'étanchéité. Les figures 3 et 4 illustrent l'utilisation d'un dispositif d'étanchéité selon la présente invention pour rendre étanche l'espace entre une virole inférieure 20 de puits et une virole supérieure 22 de puits La virole inférieure 20 de puits a une forme épaulée à son extrémité supérieure et comprend une surface 24 sensiblement cylindrique ou légèrement conique et une surface de support 26 plate et annulaire La virole supé- rieure 22 de puits qui doit être disposée sur la virole infé- rieure 20 de puits comporte à son extrémité inférieure une sur- face annulaire 28 sensiblement plate et une surface 30 sensible- ment cylindrique ou légèrement conique, ainsi qu'une surface 32 sensiblement plate. Dans la mise en oeuvre du procédé pour rendre étanche l'espace entre les surfaces d'étanchéité 24 et 30 des viroles et 22 de puits au moyen d'un dispositif d'étanchéité selon la présente invention, on emmanche à force le dispositif d'étan- chéité qui est constitué par la bague d'étanchéité 2 et l'enve- loppe 20 dans laquelle se trouve le lubrifiant sur la surface d'étanchéité 24 de la virole inférieure 20 de puits, la surface inférieure du dispositif d'étanchéité constituée par la partie de support 10 et par la partie adjacente de l'enveloppe 12 se trouvant ainsi en contact avec la surface de support 26 de la virole inférieure 20 de puits Cette phase de jonction d'embouts de tuyauxest illustrée sur la figure 3 Quand la virole supé- rieure 22 est abaissée dans la direction du dispositif d'étan- chéité, le bord intérieur de la surface 28 de cette virole supérieure est guidé contre la partie de l'enveloppe 12 qui est adjacente à la surface inclinée 4 de la bague d'étanchéité 2. Si on continue de déplacer la virole supérieure 22 vers le bas, l'enveloppe 12 est aussi déplacée vers le bas par la virole 22 dans la zone o cette virole 22 porte contre l'enveloppe, cette enveloppe glissant contre la surface inclinée 4 de la bague d'étanchéité 2 à l'intérieur de ladite zone Le glissement entre l'enveloppe 12 et la surface inclinée 4 se trouve ainsi facilité par le lubrifiant 18 placé dans l'enveloppe 12 Le glissement de l'enveloppe 12 contre la surface inclinée 4 continue jusqu'à ce que cette enveloppe 12 vienne porter contre la partie d'extrémité supérieure de la bague d'étanchéité 2, ladite enveloppe étant ainsi rompue de sorte que la surface inclinée 4 de la bague d'étanchéité 2 se trouve partiellement découverte Si la virole supérieure 22 continue son mouvement vers le bas, la surface d'étanchéité 30 vient porter contre l'enveloppe 12 ainsi que contre la surface inclinée découverte 4 de la bague d'étanchéité 2, le glissement étant facilité par le lubrifiant 18 qui est accessible à l'endroit desdites sur- faces. La structure de l'enveloppe 12 détermine au moins partiellement le déroulement de l'action lorsque l'on raccorde les viroles de puits, la rupture de l'enveloppe 12 étant déter- minée en partie par la dimension périphérique de l'enveloppe et en partie par l'épaisseur de cette dernière De préférence, la dimension périphérique de l'enveloppe est telle que cette enve- loppe se trouve étroitement fixée k la surfaie extérieure de la bague d'étanchéité 2 et l'enveloppe 12 a une épaisseur de paroi de 0,01-0,2 mm, par exemple environ 0,07 mm. Les figures 5 et 6 illustrent un autre mode de réali- sation d'un dispositif d'étanchéité pour mettre en oeuvre le procédé selon la présente invention Les figures 5 et 6 montrent un dispositif d'étanchéité selon la présente invention fixé à une extrémité femelle 34 de tuyau, une partie d'extrémité d'une paroi 36 de cette extrémité femelle 34 de tuyau étant représentée en coupe axiale Dans la paroi 36 de l'extrémité femelle 34 de tuyau est placé un dispositif d'étanchéité 38 selon la présente invention Le dispositif d'étanchéité 38 comprend une bague d'étanchéité 40 comportant une partie principale 42 et une lèvre 44 La bague d'étanchéité 40 est enfermée dans une enveloppe 46 consistant en une matière plastique à paroi relativement mince entourant complètement la bague d'étanchéité 40 A sa périphérie 250463 i intérieure, l'enveloppe 46 comporte un élément de paroi 48 qui est fixé au reste des parois de cette enveloppe tout en formant des encoches 50. En plus de la bague d'étanchéité 40, l'enveloppe 46 contient aussi un lubrifiant 52 Le dispositif d'étanchéité 38 peut être inclus dans la paroi 36 de l'extrémité femelle 34 de tuyau de différentes façons Par exemple, on peut emmancher à force le dispositif d'étanchéité 38 sur un mandrin, après quoi on forme la paroi 36 du tuyau autour du dispositif d'étanchéité 38 qui, de cette façon, se trouve fixé à la paroi du tuyau. Bien entendu, on peut aussi placer le dispositif d'étanchéité 38 dans une gorge formée dans la paroi 36 d'une façon classique. Axialement à l'intérieur par rapport au dispositif d'étanchéité 38, l'extrémité femelle 34 de tuyau comporte une gorge périphérique intérieure 54 et une partie 56 formant butée et faisant saillie vers l'intérieur. Quand on réalise le joint de tuyauterie selon la présente invention, on introduit une extrémité mâle 58 d'un tuyau dans l'extrémité femelle 34 L'extrémité mâle 58 a un diamètre tel que la surface 60 de son bord vient porter contre l'élément de paroi 48 du dispositif d'étanchéité 38 à son bord axialement extérieur En raison des encoches 50, l'élément de paroi 48 se trouve ainsi arraché du reste des parois de l'enve- loppe 46 en étant de ce fait déplacé à l'avant de l'extrémité mâle 58 vers l'intérieur de l'extrémité femelle 34 La bague d'étanchéité 40 se trouve de ce fait découverte de sorte que sa lèvre 44 vient porter contre la surface extérieure de l'extré- mité mâle En raison du fait que le lubrifiant 52 présent dans l'enveloppe 46 est en même temps rendu accessible, on peut réaliser la jonction en exerçant une force axiale faible car le frottement entre la bague d'étanchéité 40 et la surface extérieure de l'extrémité mâle 58 se trouve notablement réduit. Comme on peut le voir sur la figure 6, l'élément de paroi 48 est déplacé en avant de l'extrémité mâle 58 jusqu'à ce qu'il vienne se loger dans la gorge 54 de la paroi 36 de l'extrémité femelle 34 jusqu'à ce que la surface 60 de l'ex- trémité mâle 58 vienne porter contre la partie 56 formant butée. Dans une variante de réalisation du dispositif repré- senté sur la figure 5, on peut disposer la bague d'étanchéité directement dans une gorge formée dans la paroi 36 de l'ex- trémité femelle 34 sans utiliser d'enveloppe, après quoi on remplit la gorge avec un lubrifiant et on la ferme au moyen d'un élément du même type que l'élément de paroi 48 du mode de réalisation représenté sur la figure 5. Sur les figures 7 et 8, on a représenté une autre variante de réalisation du dispositif d'étanchéité selon la présente invention Dans la paroi 62 d'une extrémité femelle 64 on a formé une gorge destinée à recevoir un dispositif d'étan- chéité 66 selon la présente invention Le dispositif d'étanchéité 66 comprend une bague d'étanchéité 68 comportant une lèvre 70 et une enveloppe consistant en une partie 72 venant porter contre le fond de la gorge formée dans la paroi 62 et une partie 74 qui est fixée à la partie 72 et qui se trouve à la surface péri- phérique intérieure de l'enveloppe La partie 72 a une épaisseur plus grande que la partie 74 qui est constituée par une feuille relativement mince de matière plastique Dans l'enveloppe cons- tituée par les parties 72 et 74 se trouve un lubrifiant 76. Comme dans le cas du mode de réalisation selon les figures 5 et 6, on peut fixer le dispositif d'étanchéité 66 à l'extrémité femelle 74 de différentes façons Par exemple, on peut fermer l'extrémité femelle 64 autour du dispositif d'étanchéité 66 quand on a placé celui-ci sur un mandrin, ou bien on peut dis- poser le dispositif d'étanchéité 66 dans une gorge formée dans l'extrémité femelle 64. Quand on introduit une extrémité mâle 78 dans l'extré- mité femelle 64, la surface d'extrémité 80 de l'extrémité mâle 78 vient porter contre la partie 74 de l'enveloppe En raison du fait que ladite partie 74 a une résistance mécanique relati- vement faible, cette partie se rompt pour découvrir la lèvre 70 de la bague d'étanchéité 68 de telle sorte que cette lèvre puisse venir en contact avec la surface extérieure de l'extré- mité mâle 78 Quand la partie 74 de l'enveloppe a été rompue, le lubrifiant présent dans l'enveloppe est aussi rendu acces- sible, de sorte que la force nécessaire pour introduire l'ex- trémité mâle 78 dans l'extrémité femelle 64 se trouve réduite du fait que le lubrifiant réduit le frottement entre la bague d'étanchéité 68 et l'extrémité mâle 78 On introduit l'extrémité m Lle 78 dans l'extrémité femelle 64 suffisamment loin pour que la surface d'extrémité 80 vienne porter contre une partie 82 formant épaulement dans l'extrémité femelle. On peut bien entendu modifier la présente invention sans sortir du cadre des revendications ci-annexées Par exem- ple, on peut briser manuellement l'enveloppe du dispositif d'étanchéité avant d'introduire les surfaces d'étanchéité l'une dans l'autre au lieu d'obtenir la rupture de l'enveloppe par l'engagement des surfaces d'étanchéité. On peut également donner à l'enveloppe entourant la bague d'étanchéité une grande section par rapport à la section de la bague d'étanchéité de telle sorte que l'enveloppe puisse glisser entre la bague d'étanchéité et la ou les surfaces d'étanchéité pendant tout le déplacement d'introduction sans être soumise à des forces telles que cette enveloppe soit brisée. REVENDICATIONS 1 Procédé pour rendre étanche l'espace entre deux surfaces d'étanchéité sensiblement coaxiales qui peuvent être introduites l'une dans l'autre, de préférence pour rendre étanche l'espace entre une extrémité femelle et une extrémité mâle d'un joint de tuyauterie, procédé dans lequel une bague d'étanchéité est montée sur une des surfaces d'étanchéité avant que les surfaces d'étanchéité soient introduites l'une dans l'autre et la bague d'étanchéité prend une position com- primée entre les surfaces d'étanchéité pendant ladite intro- duction, caractérisé par le fait que la bague d'étanchéité ( 2; 40; 68) est enfermée d a N S u N e e N v e - loppe ( 12; 40, 48; 72, 74) ou qu'on l'enferme dans cette enveloppe quand on monte la bague d'étanchéité sur une des surfaces d'étanchéité, ladite enveloppe contenant un lubrifiant ( 18; 52; 76) et que l'introduction des surfaces d'étanchéité l'une dans l'autre est facilitée par le fait que l'enveloppe se trouve rompue par ladite insertion des surfaces d'étanchéité et le lubrifiant est ainsi rendu accessible et/on par le fait qu'une partie de l'enveloppe glisse entre la bague d'étanchéité et la ou les surfaces d'étanchéité. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la bague d'étanchéité ( 2) quand elle est en- fermée dans une enveloppe ( 12) qui contient un lubrifiant ( 18) est emmanchée à force sur une surface d'étanchéité ( 24) se trouvant à l'extrémité mile d'un tuyau et que l'enveloppe est rompue par suite de l'introduction de ladite surface d'étan- chéité dans une surface d'étanchéité ( 30) se trouvant dans une extrémité femelle de tuyau, grâce à quoi le lubrifiant ( 18) est rendu accessible afin de réduire le frottement entre la bague d'étanchéité et la surface d'étanchéité de l'extrémité femelle de tuyau pendant que l'introduction de la surface d'étanchéité de l'extrémité mâle dans la surface d'étanchéité de l'extrémité femelle se poursuit. 3 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé 250463 i il par le fait que la bague d'étanchéité ( 40; 68) et le lubri- fiant ( 52; 76) sont disposés dans une enveloppe qui est constituée par un évidement ménagé dans une paroi formant une des surfaces d'étanchéité et par un élément ( 48; 74) pour fermer ledit évidement et que l'élément fermant ledit évidement est enlevé immédiatement avant ou au moment de l'introduction des surfaces d'étanchéité l'une dans l'autre. 4 Procédé suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que l'élément recouvrant l'évidement est constitué par une matière sensiblement rigide et est enlevé en étant poussé hors de l'introduction des surfaces d'étanchéité l'une dans l'autre. Procédé suivant les revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que l'on forme l'évidement dans la paroi constituant une des surfaces d'étanchéité en formant cette paroi autour de la bague d'étanchéité ou un élément entourant la bague d'étanchéité et constituant une partie de l'enveloppe. 6 Dispositif d'étanchéité pour rendre étanche l'espace entre une extrémité femelle et une extrémité mille d ' un joint de tuyauterie, ce dispositif comprenant une bague d'étanchéité enfermée dans une enveloppe qui contient un lubrifiant, caractérisé par le fait que la bague d'étan- chéité ( 2; 40; 68) enfermée dans l'enveloppe ( 12; 46, 48; 72, 74) est adaptée pour être placée sur une des surfaces d'étanchéité ou pour se trouver sur une des surfaces d'étan- chéité et que l'enveloppe est adaptée pour être rompue lors de l'introduction des surfaces d'étanchéité l'une dans l'autre. 7 Dispositif d'étanchéité suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que l'enveloppe est constituée par un tubes 8 Dispositif d'étanchéité suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que le tube est constitué par une mince matière plastique et que ses parties d'extrémité se recouvrent l'une l'autre 9 Dispositif d'étanchéité suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que la bague d'étanchéité ( 40; 68) est enfermée dans une enveloppe constituée par un évidement ménagé dans une paroi qui forme une des surfaces d'étanchéité et par un élément ( 46; 72) fermant ledit évidement.