Brevet FR2535011A1 — publié le 19840427

Il est déjà connu, comme montré dans le brevet des EUA n O 3 701 549, de munir un raccord sous-marin servant à rac- corder entre elles plusieurs canalisations de fluide d'or- ganes d'étanchéité disposés entre des passages correspondants des deux éléments du raccord Cependant, de tels organes d'é- tanchéité nécessitent l'emploi d'organes de retenue et de bagues de renforcement pour retenir mécaniquement en place les organes d'étanchéité. La présente invention a pour objet un organe d'étanchéi- té perfectionné destiné à être utilisé dans un raccord sous- marin qui est tel qu'il n'est pas susceptible d'être expulsé par la pression interne qui règne dans le raccord sous-marin, cette pression interne du raccord agissant, au contraire pour retenir l'organe d'étanchéité en place. La présente invention a pour but de réaliser un organe d'étanchéité destiné à être utilisé dans un raccord sous- marin ayant des premier et second éléments susceptibles de s'accoupler dont chacun comporte une surface de contact coopérante qui comporte plusieurs passages conçus pour se raccorder aux passages de l'autre élément L'organe d'étan- chéité est constitué par un organe tubulaire élastique qui comporte un filetage sur une partie de sa périphérie exté- rieure conçu pour s'assembler à un passage d'un premier des éléments L'organe d'étanchéité comporte une surface étanche aux fluides sur son extrémité extérieure conçue pour s'adapter à l'autre élément et il comporte une surface étanche au fluides sur son extrémité intérieure conçue pour s'adapter au premier élément La ligne de joint de la sur- face d'étanchéité de l'extrémité extérieure a un diamètre au moins égal au diamètre de la ligne de joint de la sur- face d'étanchéité de l'autre extrémité de sorte que la pres- sion qui règne dans le passage n'agit pas pour expulser l'or- gane d'étanchéité hors du passage. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention,la ligne de joint de la surface d'étanchéité formée sur l'extré- mité extérieure de l'organe d'étanchéité a un diamètre supé- rieur au diamètre de la ligne de joint de la surface d'étan- chéité formée sur l'extrémité intérieure de sorte que la pression qui règne dans les passages agit sur les organes d'étanchéité pour les retenir en place. Selon une autre caractéristique de la présente inven- tion, la surface d'étanchéité formée sur l'extrémité inté- rieure de l'organe d'étanchéité est formée en une seule pièce avec lui ou est formée par une bague d'étanchéité to- rique montée dans une rainure formée dans l'organe d'étan- chité annulaire élastique. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, la surface d'étanchéité formée sur l'extrémité extérieure de l'organe d'étanchéité comporte une nervure s'étendant vers l'extérieur à partir de l'extrémité exté- rieure de l'organe d'étanchéité. Selon une autre caractéristique de la présente inven- tion, le filetage est formé sur l'organe d'étanchéité en un emplacement intermédiaire entre son extrémité extérieure et son extrémité intérieureet les périphéries extérieures de l'extrémité extérieure et de l'extrémité intérieures sont agencées de façon à être supportées par le premier élément de manière à empêcher leur renflement vers l'extérieur. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, l'organe d'étanchéité annulaire élastique est, de préférence, fabriqué en polyuréthane. La présente invention a également pour objet un raccord sous-marin, pour raccorder entre elles plusieurs canalisa- tions de fluide, ayant des premier et second éléments sus- ceptibles de s'accoupler,dans lequel chaque élément comporte une surface de contact coopérante qui comporte plusieurs passages à fluide conçus pour se raccorder avec les passages à fluide de l'autre élément et qui utilise des moyens d'étan- chéité perfectionnés disposés sur la surface de contact d'un des éléments pour assurer l'étanchéité du raccordement entre les passages correspondants des éléments Les moyens d'étan- chéité sont constitués par un organe d'étanchéité annulaire élastique assemblé par vissage à chacun des passages de l'un des éléments qui comporte une surface étanche aux fluides formée sur son extrémité extérieure pour s'adapter à l'autre élément, et qui comporte également une surface étanche aux fluides formée sur son extrémité intérieure pour assurer l'étanchéité avec le premier élément La ligne de joint-de la surface d'étanchéité formée sur l'extrémité extérieure a un diamètre plus grand que le diamètre de la ligne de -joint de la surface d'étanchéité formée sur l'extrémité in- térieure de l'organe d'étanchéité La surface d'étanchéité formée sur l'extrémité intérieure est constituée par une bague d'étanchéité torique positionnée dans une rainure for- mée dans l'organe d'étanchéité annulaire élastique La sur- face d'étanchéité formée-sur l'extrémité extérieure de l'or- gane d'étanchéité comprend une nervure qui s'étend vers l'ex- térieur à partir de l'extrémité extérieure de l'organe d'é- tanchéité et qui est plus étroite que l'épaisseur de l'or- gane d'étanchéité Le filetage formé sur l'organe d'étanché- ité est situé entre l'extrémité extérieure et l'extrémité intérieure dudit organe et les périphéries extérieures de l'extrémité extérieure et de l'extrémité intérieure sont portées par le passage pour empêcher leur renflement vers l'extérieur. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaitront à la lecture de la description détail- lée qui va suivre d'un mode de réalisation actuellement pré- féré de l'invention, donné uniquement à titre d'exemple, con- sidéré à la lumière des dessins annexés dans lesquels: la Fig 1 est une vue en perspective des premier et se- cond éléments d'un raccord sous-marin représenté dans une position démontée; la Fig 2 est une vue partielle, en coupe à plus grande échelle des premier et second éléments de la Fig 2 représen- tés dans la position accouplée; la Fig 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, de l'organe d'étanchéité de la présente invention; et la Fig 4 est une vue en bout et en élévation de l'or- gane d'étanchéité de la Fig 3. Bien que l'organe d'étanchéité de la présente invention soit, dans l'ensemble, utilisable sur divers types de rac- cords sous-marins, on le décrira, uniquement à des fins d'il- lustration, tel qu'il est utilisé dans un raccord sous-marin tel que décrit dans la demande de brevet des EUA déposée le ler mai 1981 sous le N O 259 788 et intitulée"Underivater -Fluid Control Connector" (Raccord de commande fluidique sous-marin). On se référera maintenant aux dessins et, en particu- lier, à la Fig 1, sur laquelle on a désigné par la réfé- rence générale 10 une partie de la structure support d'une colonne d'obturateur anti-éruption classique utilisée pour le forage de puits de pétrole et/ou de gaz sous-marins Di- vers équipements sous-marins sont montés sur la colonne d'ob- turateur anti-éruption et sont actionnés au moyen de cana- lisations d'alimentation en fluide hydraulique et de com- mande hydraulique qui aboutissent à la surface du puits. Le raccord sous-marin est désigné par la référence gé- nérale 12 et il-comporte un premier élément d'accouplement sous-marin 14 qui peut être agencé de manière à être posi- tionné sous l'eau et à y rester et un élément d'accouplement récupérable, désigné par la référence générale 16,qui est conçu pour pouvoir être librement accouplé et désaccouplé de l'élément sous-marin Il est prévu un châssis approprié 18 assemblé à l'élément 16 pour fournir des moyens de sup- port et de guidage lorsque l'élément 16 est accouplé à l'é- lément sous-marin 14 ou qu'il en est détaché. Comme représenté sur les Fig 1 et 2 auxquelles on se référera maintenant, l'élément raccordable 14 comporte une ou plusieurs surfaces de contact 20 conçues pour s'adapter à des surfaces de contact correspondantes de l'élément 16. Les surfaces de contact 20 comportent plusieurs passages à fluide 24 conçus pour se raccorder avec des passages à fluide correspondants 26 formés dans la surface de contact 22 de l'élément 16 Les passages 24 et 26 sont conçus pour se raccorder les uns avec les autres lorsque les éléments 14 et 16 sont dans la position accouplée telle que représen- tée sur la Fig 2 Les passages 24 s'étendent à partir de l'élément 14 jusqu'à divers équipements hydrauliques sous- marins,tels que des vannes anti-éruption,pour les alimenter en fluide hydraulique de commande L'élément 16 reçoit les canalisations d'alimentation et de commande hydraulique d'un faisceau 30 de tuyaux (Fig 1) qui peuvent alimenter direc- tement l'élément 14 ou être commandés par des vannes 32 pour fournir à l'élément 14 des fluides de commande qui servent à actionner divers dispositifs sous-marins. Cependant, pour raccorder correctement les passages 26 de l'élément 16 avec lespassages 24 de l'élément 14, il est prévu un organe d'étanchéité approprié pour assurer que le raccordement entre les passages correspondants est étanche afin de garantir un actionnement correct des dispositifs sous-marins et d'empêcher un écoulement croisé entre des pas- sages qui ne se correspondent paso On se référera maintenant aux Fig 2 à 4 sur lesquelles on a représenté plus particulièrement l'organe d'étanchéité de la présente invention L'organe d'étanchéité 40 est un organe tubulaire élastique qui peut être fabriqué en une ma- tière appropriée quelconque, telle que le polyuréthane que l'on a essayé et trouvé satisfaisant L'organe d'étanchéité comporte un filetage 42 sur une partie de sa périphérie extérieure pour permettre son assemblage à un filetage coo- pérant 44 formé dans un passage de l'un des éléments,tel que le passage 26 de l'élément 16 L'organe d'étanchéité est, de préférence, un corps d'étanchéité homogène en une seule pièce qui peut être moulé en une pièce et qui contient une ouverture intérieure hexagonale 46 pour permettre de visser l'organe d'étanchéité 40 en place et de le dévisser pour le retirer L'organe d'étanchéité 40 comporte une surface 48 étanche aux fluides à son extrémité extérieure,conçue pour s'adapter à la surface de contact 20 de l'élément 14 La surface d'étanchéité 48 s'étend au-delà de la surface de contact 22 de l'élément 16, lorsqu'elle est à son état libre non comprimé par exemple sur 1,145 mm environ Lorsque les éléments 14 et 16 sont accouplés, comme plus particulière- ment représenté sur la Fig 2, la surface d'étanchéité 48 est compriméedans la poche du passage 16 étant donné que les éléments 14 et 16 sont approximativement en appui pratique- ment avec un contact métal contre métal. L'organe d'étanchéité 40 comporte une surface d'étan- chéité 50 sur son extrémité intérieure pour assurer l'étan- chéité avec l'élément 16 Bien que la surface d'étanchéité puisse être formée en une seule pièce avec l'organe d'é- tanchéité 40, l'organe d'étanchéité 40 est, de préférence, muni à son extrémité intérieure d'une bague d'étanchéité torique classique 50 montée dans une rainure 52 formée dans l'organe d'étanchéité 40 On doit noter que l'organe d'étan- chité 40 ne comporte ni organe de retenue ni bague de renfor- cement comme les organes d'étanchéité de la technique anté-_ rieure Les organes d'étanchéité classiques nécessitent un support mécanique important pour empêcher qu'ils soient ex- pulsés de l'élément 16 lorsque les éléments 14 et 16 sont séparés, en particulier sous pression En d'autres termes, dans un organe d'étanchéité classique, la pression qui règne dans le passage 26 agit sur l'extrémité intérieure de l'or- gane d'étanchéité pour l'expulser du passage 26. Par conséquent, on ne pourrait pas normalement escompter que le filetage 42 soit suffisant pour retenir l'organe d'é- tanchéité 40 dans le passage 26 Cependant, les lignes de joint des surfaces d'étanchéité 48 et 50 sont positonnées de façon que la pression de fluide qui règne dans le passage 26 agisse sur l'organe d'étanchéité 40 dans une direction qui le retient en place dans le passage 26 En d'autres termes, la ligne de joint de la surface d'étanchéité 48 a un diamètre 56 et la ligne de joint de la surface d'étanché- ité 50 a un diamètre 58 Le diamètre 56 est au moins aussi grand que le diamètre 58 et est, de préférence, légèrement plus grand Cependant, le diamètre 56 n'est pas suffisamment grand pour créer une pression différentielle qui serait suffisante pour pousser l'organe d'étanchéité 40 en éloigne- ment de la surface d'étanchéité correspondante de l'élément 14 Le fluide à haute pression contenu dans le passage 26 agit à la fois sur la surface de diamètre 56 et sur la sur- face de diamètre 58 Etant donné que le diamètre 56 est, de préférence, légèrement plus grand que le diamètre 58,la force différentielle qui agit sur l'organe d'étanchéité 40 est orientée dans une direction qui provoque l'application de l'organe d'étanchéité 40 contre l'élément 16 Par consé- quent, le filetage 42 n'a pas à retenir l'organe d'étanché- ité à l'encontre d'une force importante qui serait provoquée par une pression différentielle agissant sur l'organe d'é- tanchéité 40 et tendant à le chasser de l'élément 16 Cepen- dant, malgré les pressions qui agissent sur lui, l'organe d'étanchéité est un organe d'étanchéité de compression rendu actif par le mouvement des éléments 14 et 16 en rapprochement l'un de l'autre. De préférence, la surface d'étanchéité 48 formée à l'ex- trémité extérieure de l'organe d'étanchéité est constituée par une nervure qui s'étend vers l'extérieur à partir de l'extrémité extérieure de l'organe d'étanchéité 40 et qui est plus étroite que l'épaisseur de l'organe d'étanchéité 40 de sorte que, lorsqu'elle est appliquée contre l'élément 14, elle fournit un joint comprimé sous une forte pression ca- pable de résister aux hautes pressions utilisées. De préférencele filetage 42 formé sur la périphérie extérieure de l'organe 40 est situé en un emplacement inter- médiaire entre ses extrémités intérieure et extérieure Au niveau de l'extrémité intérieure de l'organe d'étanchéité 40, il est formé dans le passage 26 une poche 60 pour entourer la périphérie extérieure 62 de l'extrémité intérieure de façon à supporter l'extrémité intérieure de l'organe d'é- tanchéité 40 pour l'empêcher de se renfler vers l'extérieur lorsqu'elle est soumise à une pression intérieure Ceci as- sure, en outre, que la bague d'étanchéité torique 50 n'aura pas son diamètre agrandice qui accroîtrait la force d'ex- pulsion qui agit sur l'organe d'étanchéité 40 En outre, la périphérie extérieure 64 de l'extrémité extérieure de l'or- gane d'étanchéité 40 est agencée de manière à être supportée par l'élément 16 de façon à empêcher le fluage de la surface d'étanchéité 48. Par conséquent, la-présente invention est bien appro- priée pour réaliser les buts,atteindre les objectifs et of- frir les avantages mentionnés ainsi que d'autres qui lui sont inhérents En outre, bien qu'on ait décrit aux fins de la divulgation, un mode de réalisation actuellement préféré de l'invention, de nombreux changements en ce qui concerne les détails de la construction et l'agencement des éléments viendront immédiatement à l'esprit des spécialistesde tels changements entrant dans l'esprit de l'invention et dans le cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1 Un raccord sous-marin, pour raccorder-entre elles plu- sieurs canalisation de fluide, ayant des premier et second éléments ( 14, 16) susceptibles de s'accouplerdans lequel chaque élément comporte une surface de contact coopérante ( 20, 22) qui comporte plusieurs passages ( 24, 26) à fluide conçus pour se raccorder avec les passages à fluide de l'autre élément caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'étanchéité disposés sur la surface de contact ( 21) d'un des éléments ( 16) pour assurer l'étanchéité du raccordement entre les passages correspondants des éléments, ces moyens d'étanchéité comprenant un organe d'étanchéité annulaire élastique ( 40) assemblé par vissage à chacun des passages de l'un des éléments, ledit organe d'étanchéité comportant une surface ( 48) étanche aux fluides formée sur son extré- mité extérieure pour s'adapter à l'autre élément, ledit or- gane d'étanchéité comportant une surface ( 50) étanche aux fluides formée sur son extrémité intérieure pour assurer l'étanchéité avec le premier élément, la ligne de joint de la surface d'étanchéité formée sur l'extrémité extérieure ayant un diamètre ( 56) au moins aussi grand que le diamètre ( 58) de la ligne de joint de la surface d'étanchéité formée sur l'extrémité intérieure de l'organe d'étanchéité. 2 Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne de joint de la surface d'étanchéité ( 48) formée sur l'extrémité extérieure de l'organe d'étanchéité ( 40) a un diamètre ( 56) supérieur au diamètre ( 58) de la ligne de joint de la surface d'étanchéité ( 50) formée surl'extrémité intérieure. 3 Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'étanchéité formée sur l'extrémité intérieure de l'organe d'étanchéité ( 40) est constituée par une bague d'étanchéité torique ( 50) montée dans une rainure ( 52) formée dans l'organe d'étanchéité annulaire élastique ( 40). 4 Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité annulaire est en polyuréthane. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filetage ( 42) est formé sur l'organe d'étanchéité en un emplacement intermédiaire entre l'extrémité extérieure et l'extrémité intérieure dudit organe et en ce que la péri- phérie extérieure ( 64) de l'extrémité extérieure et la péri- phérie extérieure ( 62) de l'extrémité intérieure sont suppor- tées par le passage ( 26) pour empêcher leur renflement vers l'extérieur. 6 Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'étanchéité formée sur l'extrémité extérieure de l'organe d'étanchéité comprend une nervure ( 48) qui s'é- tend vers l'extérieur à partir de l'extrémité extérieure de l'organe d'étanchéité et qui est plus étroite que l'épais- seur de l'organe d'étanchéité. 7 Un raccord sous-marin, pour raccorder entre elles plu- sieurs canalisations de fluide, ayant des premier et second éléments ( 14, 16) susceptibles de s'accoupler dans lequel chaque élément comporte une surface de contact coopérante ( 20, 22) qui comporte plusieurs passages ( 24, 26) à fluide conçus pour se raccorder avec les passages à fluide de l'autre élémentcaractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'étanchéitédisposés sur la surface de contact ( 22) d'un des éléments ( 16) pour assurer l'étanchéité du raccordement entre les passages correspondants des éléments, ces moyens d'étanchéité comprenant un organe d'étanchéité annulaire élastique ( 40) assemblé par vissage dans chacun des pas- sages ( 26) du premier élément ( 16), ledit organe d'étanchéi- té comportant une surface ( 48) étanche aux fluides formée sur son extrémité extérieure pour s'adapter à l'autre élé- ment; ledit organe d'étanchéité comportant une surface étanche aux fluides formée sur son extrémité intérieure pour assurer l'étanchéité avec le premier élément, cette surface étant formée par une bague d'étanchéité torique ( 50) positionnée dans une rainure annulaire ( 52) formée dans l'organe d'étanchéité élastique,la ligne de joint de la sur- face d'étanchéité ( 48) formée sur l'extrémité extérieure ayant un diamètre ( 56) au moins aussi grand que le diamètre ( 58) de la ligne de joint de la surface d'étanchéité ( 50) formée sur l'extrémité intérieure. 25350 U 5 1 1 8 Raccord selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité annulaire ( 40) est en polyuréthane. 9 Raccord selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface d'étanchéité formée sur l'extrémité extérieure de l'organe d'étanchéité comprend une nervure ( 48) qui s'étend vers l'extérieur à partir de l'extrémité extérieure de l'or- gane d'étanchéité et qui est plus étroite que l'épaisseur de l'organe d'étanchéité. Raccord selon la revendication 7, caractérisé en ce que le filetage ( 42) est formé sur l'organe d'étanchéité en un emplacement intermédiaire entre l'extrémité extérieure et l'extrémité intérieure dudit organe et en ce que la péri- phérie extérieure ( 64) de l'extrémité extérieure et la péri- phérie extérieure ( 62) de l'extrémité intérieure sont sup- portées par le passage ( 26) pour empêcher leur renflement vers l'extérieur. 11 Un organe d'étanchéité destiné à être utilisé dans un raccord sousmarin ayant des premier et second éléments ( 14, 16) susceptibles de s'accoupler dont chacun comporte une surface de contact coopérante ( 20, 22) qui comporte plu- sieurs passages ( 24, 26) conçus pour se raccorder aux pas- sages de l'autre élément, caractérisé en ce qu'il comporte: un organe d'étanchéité tubulaire élastique ( 40), cet organe d'étanchéité comprenant un filetage ( 42) sur une partie de sa périphérie extérieure conçu pour s'assembler à un pas- sage ( 26) de l'un ( 16) des éléments, cet organe d'étanchéité comprenant une surface ( 48) étanche aux fluides formée sur son extrémité extérieure pour s'adapter à l'autre élément ( 14), cet organe d'étanchéité comprenant-à son extrémité intérieure une surface ( 50) étanche aux fluides pour assurer l'étanchéité avec le premier élément, et la ligne de joint de la surface d'étanchéité ( 48) formée sur l'extrémité exté- rieure ayant un diamètre ( 56) au moins aussi grand que le diamètre ( 58) de la ligne de joint de la surface d'étanchéité ( 50) formée sur l'extrémité intérieure. 12 Organe d'étanchéité selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la ligne de joint de la surface d'étanchéité ( 48) formée sur l'extrémité extérieure de l'organe d'étanché- ité ( 40) a un diamètre ( 56) supérieur au diamètre ( 58) de la ligne de joint de la surface d'étanchéité ( 50) formée sur l'extrémité intérieure. 13 Organe d'étanchéité selon la revendication 12, caracté- risé en ce que la surface d'étanchéité formée sur l'extrémité intérieure de l'organe d'étanchéité ( 40) est constituée par une bague d'étanchéité torique ( 50) montée dans une rainure ( 52) formée dans l'organe d'étanchéité annulaire élastique ( 40). 14 Organe d'étanchéité selon la revendication 13, caracté- risé en ce que la surface d'étanchéité formée sur l'extrémité extérieure de l'organe d'étanchéité comprend une nervure ( 48) qui s'étend vers l'extérieur à partir de l'extrémité extérieure de l'organe d'étanchéité. Organe d'étanchéité selon la revendication 14, caracté- risé en ce que le filetage ( 42) est formé sur l'organe d'é- tanchéité en un emplacement intermédiaire entre l'extrémité extérieure et l'extrémité intérieure dudit organe et en ce que la périphérie extérieure ( 64) de l'extrémité extérieure et la périphérie extérieure ( 62) de l'extrémité intérieure sont supportées par le premier élément ( 16) pour empêcher leur renflement vers l'extérieur. 16 Organe d'étanchéité selon la revendication 15, caracté- risé en ce que l'organe d'étanchéité annulaire ( 40) est en polyuréthane.