Brevet FR2519734A1 — publié le 19830718

La présente invention est relative à un noeud d'assemblage de struc- tures métalliques tubulaires, notamment pour plate$-formes de forage en mer. Les -plates-formes de forage en mer sont souvent réalisées à l'aide d'assemblages de structures tubulaires En raison des conditions de travail particulièrement difficiles de telles plates-formes, qui résultent notamment de l'existence de la houle, la tenue à la fatigue de leurs composants, et spé- cialement des noeuds d'assemblage, revêt une importance toute particulière. Or, la tenue à la fatigue est fonction de la rigidité des tubes rentrant dans la réalisation des plates-formes C'est la raison pour laquelle on a été amené à disposer des éléments de raidissement à l'intérieur des-tubes de la structure, aux emplacements des intersections des tubes ou noeuds d'assemblage, lorsque le diamètre de ces tubes le permet Ces raidisseurs, réalisés généralement sous la forme de cerces, constituent une solution très coûteuse, car leur mise en place exige notamment la réalisation de soudures à l'intérieur des tubes. La présente invention se propose d'apporter une solution économique, facile à mettre en oeuvre et offrant toutes les garanties de sécurité, aux pro- blèmes posés par la réalisation d'assemblages tubulaires de toutes dimensions. A cet effet, elle vise un noeud d'assemblage de, structures métalliques tubulaires, notamment pour plates-formes de forage, caractérisé en ce qu'il comporte, dans l'élément tubulaire sur lequel sont soudés les tubes constituant le noeud, au moins un élément raidisseur en acier soudé ou moulé, comportant une partie principale cylindrique coaxiale audit élément tubulaire et munie de nervures annulaires, ledit élément raidisseur étant fretté dans l'élément tubu- laire avec un taux de frettage suffisant pour empêcher sa désolidarisation de l'élément tubulaire. Selon une autre caractéristique de cette invention, ledit élément rai- disseur est constitué par l'empilage d'une pluralité d'éléments raidisseurs élémentaires frettés dans ledit élément tubulaire, chacun de ces raidisseurs élémentaires comportant une partie cylindrique et des nervures annulaires. Selon encore une autre caractéristique de cette invention, on prévoit des cordons de soudure sur les nervures d'extrémités du ou des éléments rai- disseurs, pour assurer l'étanchéité des enceintes délimitées entre les ner- vures, par rapport à l'élément tubulaire, ces enceintes pouvant être ensuite mises en surpression ou en dépression, pour détecter la présence éventuelle 2 25 19734 de fissures traversantes au niveau du noeud d'assemblage. Selon encore une autre caractéristique de cette invention, le ou chaque élément raidisseur peut être muni d'un réseau de raidisseurs longitudinaux, D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en il- lustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins la Figure 1 est une vue schématique représentant une structure tubu- laire 'de plate-forme de forage à laquelle l'invention peut être appliquée la Figure 2 est une vue en coupe axiale verticale partielle d'un noeud d'assemblage muni d'un élément raidisseur;selon l'invention; et, -les Figures 3 et 4 sont des vues similaires à la Figure 2, illustrant deux variantes de l'invention. La Figure 1 illu stre de façon schématique la structure tubulaire d'une plate-forme de forage à laquelle l'invention peut être appliquée, étant bien en- tendu que cet exemple d'application ne présente aucun caractère limitatif. Comme connu, cette structure est constituée d'un assemblage de tubes 10, 12, de diamètres plus ou moins importants, et l'invention concerne les noeuds d'assemblage,tels que 14, de cette structure tubulaire. On se réfère maintenant à la Figure 2, qui illustre un premier exemple de réalisation de l'invention Sur cette Figure, on voit que l'élément raidis seur selon l'invention, disposé dans l'élément tubulaire 10, comprend une partie tubulaire 16 coaxiale à l'élément tubulaire, et des nervures ann-u- laires 18 Cet élément ra{disseur, pouvant être réalisé en acier moulé ou soudé, e st f retté dans l'1 élément tubulai re 10 ave c un taux de frettage suffisant pour éviter sa désolidarisation par décollement. Dans cet exemple de réalisation, on prévoit des cordons de soudure , 20 ' sur la périphérie des nervures d'extrémité de l'élément raidisseur On peut ainsi isoler de l'alésage interne du tube 10, et rendre étanches visà-vis de l'extérieur les capacités 22, délimitées entre les nervures 18 consécutives. En mettant ces capacités 22 en dépression ou en surpression en y injectant un gaz, par exemple de l'air, on peut détecter les fissures traversantes suscep- tibles de se produire dans l'élément tubulaire 10, au niveau de sa liaison avec les tubes 12. 3 25 19734 Dans le mode d'exécution représenté sur la Figure 3, l'élément rai- disseur est constitué par l'empilage d'éléments unitaires (deux dans cet exemple) 24-24 ', chacun de ces éléments présentant les caractéristiques de l'élément raidisseur de la Figure 2 Sur le dessin, on a représenté, en 26, 26 ', 26 ", des cordons de soudure analogues aux cordons 20, 20 ' de la Figure 2, et destinés à jouer les mêmes fonctions. La variante représentée sur la Figure 4 diffère de l'exemple de réali- sation illustré par la Figure 2 en ce que l'élément raidisseur est muni de dia- phragmes ou cerces de raidissement 28, qui augmentent encore la rigidité. L'élément raidisseur peut être également pourvu d'un réseau de raidisseurs longitudinaux ou obliques. Parmi les avantages apportés par l'invention, on peut citer notammeni: réalisation et montage faciles, par simple frettage dans un élément tubu- laire de la structure, quelles que soient les dimensions de cet élément bas piix de revient, et pose bon marché; réduction du coefficient de concentration des contraintes au niveau des noeuds d'assemblage, ce qui améliore la tenue à la fatigue; possibilité, au moyen d'une adaptation peu coateuse (cordons de soudure sur les nervures d'extrémité), de détecter les fissures traversantes au niveau des inte rconnexions. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe toutes le S variante s. 4 2519734 REVENDICATIONS 1 Noeud d'assemblage de structures métalliques tubulaires, notam- ment pour plates-formes de forage, caractérisé en ce qu'il comporte, dans l'élément tubulaire ( 10) sur lequel sont soudés les tubes ( 12) constituant le noeud, au moins un élément raidisseur en acier, comportant une partie prin- cipale cylindrique ( 16) coaxiale audit élément tubulaire et munie de nervures annulaires ( 18), ledit élément raidisseur étant frettédans l'élément tubulaire avec un taux de frêttage suffisant pour empêcher sa désolidarisation de l'élé- ment tubulaire. 2 Noeud d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément raidisseur est constitué par un empilage d'une pluralité d'éléments raidisseurs élémentaires ( 24-24 '), frettés dans ledit élément tubu- laire ( 10), chacun desdits éléments raidisseurs élémentaires comportant une partie cylindrique coaxiale à l'élément tubulaire, et des nervures annulaires. 3 Noeud d'assemblage selon l'une des revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce que l'élément raidisseur, ou chaque élément raidisseur élémen- taire, est muni d'un réseau de raidisseurs longitudinaux. 4 Noeud d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément raidisseur, ou chaque élément raidisseur, est pourvu de diaphragmes ou cerces de raidissement ( 28). Noeud d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits éléments sont réalisés en acier soudé ou moulé. 6 Noeud d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on prévoit des cordons de soudure ( 2020 '; 26, 26 ', 26 ")sur les nervures d'extrémité du ou des éléments raidisseurs, afin d'assurer l'étanchéité des enceintes ( 22),délimitées entre les nervures, par rapport à l'élément tubulaire ( 10), ces enceintes pouvant être ensuite mises en dépression ou en, surpression pour détecter la présence éventuelle de fis- sures traversantes, au niveau du noeud d'assemblage.