Brevet FR2528733A1 — publié le 19831223

- L'invention a trait à un procédé de fabrication de corps tubulaires flexibles comprenant au moins une voûte obtenue par enroulement hélicoïdal à spires adjacentes d'un ou plusieurs profilés et coopérant généralement avec une ou plusieurs gaines De tels corps tubulaires flexibles sont par exemple utilisés comme canalisations souples immergées ou encore pour le flexoforage pétrolier L'invention a également trait à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé ainsi qu'aux corps flexibles obtenus. On connalt déjà des procédés de fabrication de corps tubulaires flexibles dans lesquels, en raison de l'impossibilité de déformer hélicoidalement de façon permanente le profilé au moment de son enroulement, par exemple du fait que l'enroulement s'effectue sur une voûte rigide sous-jacente, on lui confère une déformation hélicoïdale permanente avant son enroulement. Ces procédés connus consistent à faire défiler le profilé sur deux surfaces courbes consécutives, par exemple deux galets de façon à provoquer une torsion du profilé au-delà de sa limite élastique. Ainsi on connatt déjà un procédé selon le brevet français 1.205 455 dans lequel un fil de section circulaire est tordu entre deux surfaces convenablement décalées. Dans le cas o l'on utilise un profilé d'une section autre que circulaire et devant être enroulé en restant à plat contre la voûte sous-jacente le procédé du brevet français 1 205 455 devient cependant inopérant, car il ne permet pas un enroulement à plat du profilé Pour remédier à cet inconvénient, il a déjà été prévu, dans le brevet français 1 205 455 de faire défiler le profilé sur des galets successifs convenablement disposés pour obtenir une déformation hélicoïdale permanente par torsion du profilé, des contre-galets assurant le positionnement adéquat du profilé sur les galets malgré l'effort de torsion qui tend à faire pivoter le profilé sur la surface du galet. Il s'est cependant avéré que lorsqu'on utilise des profilés dont la section, sans devenir parfaitement ronde, se rapproche cependant d'une section circulaire, par exemple dans le cas de profilés à section elliptique ou encore à section rectangulaire proche du carré, les contregalets ne sont plus en mesure de maintenir le profilé dans la position requise et laissent échapper le profilé qui se tord de sorte que la déformation obtenue devient irrégulière ou même nulle. L'invention se propose de remédier à cet inconvénient et de permettre la déformation permanente hélicoïdale de profilés ou de fils et notamment de ceux ayant une section très peu aplatie dont une des faces est destinée à former la surface intérieure de la voûte hélicoïdale et dont la -2 face opposée est destinée à en former la surface extérieure, et ceci de façon simple et econ omique. L'invention a pour objet un procédé de fabrication de corps tubulaires flexibles dans lequel on déforme hélicoldalement de façon permanente un ou plusieurs profilés avant de procéder à son ou leur enroulement hélicoïdal pour former une voûte cylindrique, en le faisant passer successivement sur deux galets, caractérisé par le fait que l'on enroule le profilé à plat autour de l'un ou moins et de préférence autour de chacun des galets, les axes des deux galets étant angulairement décalés. Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention on enroule le profilé sur les galets selon au moins environ un tour. Conformément à une caractéristique avantageuse de l'invention la torsion du profilé peut être ajustée en réglant soit le décalage angulaire entre les deux galets, soit la distance séparant les deux galets, soit en réglant à la fois le décalage et la distance. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé par le fait qu'il comprend deux galets motorisés ou non éloignés l'un de l'autre d'une certaine distance et angulairement décalés, des moyens étant de préférence prévus pour régler ledit décalage angulaire et/ou la distance entre les galets. Dans un premier mode de mise en oeuvre particulier, les axes des galets se trouvent dans des plans sensiblement perpendiculaires à la trajectoire du brin de profilé s'étendant entre les deux galets. Dans un deuxième mode de mise en oeuvre particulier, l'axe du second galet s'étend au contraire dans un plan non perpendiculaire au brin. Dans ce second mode de mise en oeuvre on prévoit de préférence des moyens de déflexion sur les galets afin de forcer le brin de profilé à s'enrouler sur le galet dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe du galet, ces moyens de déflexion pouvant avantageusement consister en des flasques latéraux présentés par des galets qui peuvent par exemple prendre l'allure de galets à gorge. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé par le fait qu'il comprend deux galets sur lesquels s'enroule le profilé, les axes desdits deux galets étant angulairement décalés dans l'espace. Selon une première forme de réalisation dans laquelle les axes des galets sont sensiblement disposés dans deux plans perpendiculaires au brin de profilé qui s'étend entre les galets, l'un au moins des galets est monté dans un support de galets susceptible de pivoter autour de l'axe matérialisé par -3- ledit brin, des moyens étant en outre prévus pour régler la distance séparant lesdits galets. Dans une seconde forme de réalisation, dans laquelle les axes des galets, constitués de préférence sous forme de galets à gorge, ne sont pas fixés dans des plans perpendiculaires au brin s'étendant entre les galets, on peut avantageusement monter l'un ou moins des galets dans un support déplaçable selon le propre plan du galet. L'invention a également pour objet les corps tubulaires flexibles obtenus par le procédé selon l'invention, lesdits corps étant caractérisés notamment par le fait qu'ils comprennent au moins une voûte formée par l'enroulement hélicoldal à spires adjacentes d'un profilé, notamment d'un profilé à section peu aplatie, préalablement déformée hélicoldalement de façon permanente, le profilé dans la voûte s'étendant de façon régulière en présentant toujours une même face du côté intérieur de la voute. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif, et se référant au dessin annexé dans lequel la figure 1 représente une vue schématique d'un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, la figure 2 représente une vue schématique d'un second mode de mise en oeuvre dq l'invention, la figure 3 représente une forme d'exécution du premier mode de mise en oeuvre. Les figures 4 et 5 représentent deux vues d'une autre forme d'exécution du premier mode de mise en oeuvre. En se référant à la figure 1, on voit un profilé 1, se présentant sous forme d'un profilé d'acier de section rectangulaire peu aplatie qui défile dans le sens de la flèche F en provenance d'une bobine de profilé non représentée. Le profilé 1 est enroulé, en faisant un tour complet à plat, autour d'un premier galet 2 qu'il quitte selon un brin 3 ayant une trajectoire sensiblement rectiligne L'axe géométrique 4 du galet 2 s'étend dans un plan perpendiculaire à la direction du brin 3 dont l'axe géométrique a été représenté en 5 Un contre-galet 6 peut être éventuellement disposé, ce contre-galet ne jouant cependant pas le rôle principal dans le bon maintien du profilé à plat sur le galet 2. Le diamètre du galet 2 est tel que l'enroulement du profilé 1 sui le diamètre s'effectue par simple déformation élastique non permanente. Le brin 3 parvient ensuite sur un second galet 7 dont le E dimensions sont identiques ou similaires à celles du galet 2 et sur lequel il -4s'enroule selon un tour complet avant de quitter en 8 le galet 7 L'axe géométrique 9 du second galet 7 est également situé dans un plan perpendiculaire à l'axe 5 du brin 3 Un contre-galet 10 peut éventuellement être présent, jouant un rôle analogue à celui du contre-galet 6. On a représenté par D la distant I entre les plans parallèles dans lequels sont contenus les axes 4 et 9, cette distance D étant pratiquement égale à la longueur du brin 3. Dans la position représentée sur le dessin, les axes 4 et 9 sont orientés selon des directions perpendiculaires On comprend que dans ces conditions le profilé 1, dans son brin 3, se trouve déformé hors de son plan selon une torsion Si la distance D est suffisamment faible cette torsion dépasse la limite de torsion élastique du profilé et devient permanente Cette torsion peut être agrandie si l'on fait pivoter, dans son plan l'axe 4 autour de l'axe géométrique 5 dans le sens horaire alors qu'elle peut être réduite si l'on fait pivoter l'axe 4 dans le sens anti-horaire jusqu'à devenir nulle quand les deux axes 4 et 9 deviennent tous deux parallèles. Il est ainsi possible de régler le degré de torsion en jouant à la fois sur la distance D qui sépare les galets 2 et 7 ainsi que sur l'inclinaison angulaire respective entre les axes 4 et 7 de ces galets Bien entendu, la distance D peut être considérablement augmentée tout en permettant une déformation permanente, si le décalage angulaire entre l'axe 4 et l'axe 9 augmente, ce décalage angulaire pouvant bien entendu atteindre plusieurs tours complets, auquel cas le brin 3 serait tordu plusieurs fois sur lui-même En d'autres termes, le décalage angulaire, au sens de la présente invention, correspond à l'angle de torsion du profilé. Le brin 8 qui s'éloigne du galet 7 présente donc une torsion permanente qui correspond à une déformation hélicoïdale dont le pas, déterminé par la géométrie de l'ensemble de galets 2, 7 est adapté à l'enroulement hélicoïdal que l'on désire obtenir pour former le corps tubulaire. A titre d'exemple, pour un profilé ayant une section rectangulaire dont les dimensions sont 6 mm x 3 mm, on peut obtenir un enroulement hélicoïdal à spires adjacentes du profilé avec un décalage angulaire de 900 entre les axes 4 et 9, avec des efforts de traction de l'ordre de 45 kg Cet effort doit être comparé aux têtes de formage actuellement connues sur lesquelles il est de l'ordre dé 160 kg. On se réfère à la figure 2. Dans cette forme de réalisation un profilé Il à section rectangulaire défile dans le sens de la flèche E dans le plan vertical 12 d'un premier galet 13 dont l'axe 14 est perpendiculaire au plan 12, le profilé 11 faisant un tour complet sur le galet 13. -5- Le brin 15 qui sort du galets 13 s'enroule sur un second galets 1 'l situé également selon un plan vertical 17 qui coupe le plan vertical 12 selon une ligne d'intersection verticale 18, le profilé après avoir fait un tour complet du galet 16 s'éloignant selon une trajectoire 19 située dans le plan 17 L'axe 20 du galet 16 est perpendiculaire au plan 17 On voit que dans cette forme de réalisation les axes 14 et 20 des galets ne se trouvent pas dans des plans perpendiculaires au brin 15 lequel sort à la fois des plans 12 et 17 Du fait de cette direction du brin 15 on a prévu de munir les galets 13 et 16 de flasques 21, 22 de sorte que les galets prennent l'allule de galets à gorge. Pour régler le degré de torsion du brin 15 on peut avantageusement régler d'une part la distance Dl qui sépare l'axe 14 de la ligne d'intersection 18 ainsi que la distance D 2 qui sépare les plans horizontaux des axes 14 et 20 On peut également régler la distance D 3 qui sépare l'axe 20 de la ligne d'intersection 18. On se réfère à la figure 3. Dans cette forme de réalisation particulière qui correspond à la réalisation de la figure 1, les galets 2 et 6 sont montés sur un équipage 23 monté lui-même de façon pivotante autour de l'axe 5 dans un chariot 24 sis:ep:;ible de coulisser, parallèlement à l'axe 5, dans une glissière fixe 25. En faisant coulisser le chariot 24 le long de la glissière 5, on peut augmenter ou diminuer la longueur du brin 3. Les galets 7 et 10 sont montés sur un bâti 26 qui, pour sa part, est immobile par rapport à la glissière 25 A partir du galet 7 le brin 8 va 25 s'enrouler pour former les spires adjacentes 27 d'une voûte métallique enroulée autour d'un tube interne 28. Cette formation de la voûte 27 est en soi connue et on n'a donc pas représenté les moyens permettant de constituer cette voûte Il suffira de préciser que le corps tubulaire qui est ainsi formé s'éloigne dans le sens de la flèche F tout en tournant autour de son propre axe selon la flèche g. On comprend que le dispositif représenté permet d'assurer la déformation permanente hélicoïdale du profilé 1 quelles que soient les dimensions du tube 28 ainsi que le pas désiré pour les spires 27 En effet, il suffira pour modifier ces caractéristiques, d'éloigner plus ou moins le chariot 24 d'avec le bâti 26 et de modifier la position angulaire de l'équipage 23 autour de l'axe 5 par rapport au chariot 24, des moyens de blocage étant prévus pour maintenir l'équipage dans sa position pivotée désirée. On se réfère aux figures 4 et 5. 6 - di 5;positif comprend pivotés sur un bâti 29, deux galets srge 30, Ji On voit sur la figure 5 que la gorge de chaque galet comprend trois parties, à savoir une partie centrale sensiblement cylindrique 31 et deux parties latérales tronconiques 32 diminuant de diamètre vers les bords du úalet. Le bâti 29 présente une fente horizontale 33 permettant le blocage, à une distance désirée des galets 30 et 3 i et avec une inclinaison désirée dans le plan du bâti 29, d'un petit étrier 34 qui supporte un galet cylindrique à gorge large 35 et dont le diamètre est notablement inférieur au diametre de galet 30, 31. Après avoir réglé la position du galet 35 grâce à un moyen tel qu'uil écrou, on amène un fil gainé 36 renvoyé à plat par le galet 30 Le fil, après avoir fait trois quart de tour sur le galet 30, quitte ce galet pour se diriger vers le galet 35 et se trouve tordu de façon permanente dans la trajectoire entre lesdits deux galets 30 et 35. En variante, il serait également possible de faire venir le fil directement sur le galet 30, et l'enrouler d'au moins un tour complet et de le diriger sur le galet 35 sur lequel il peut éventuellement faire un tour complet. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications de formes ou de matériaux sans pour cela s'éloigner ni de son cadre ni de son esprit. -7 REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication de corps tubulaires flexibles dans lequel on déforme hélicoldalement de façon permanente un ou plusieurs profilés avant de procéder à son ou à leur enroulement hélicoïdal pour former une voûte cylindrique, en faisant passer le profilé successivement sur deux galets, caractérisé par le fait que l'on enroule le profilé à plat autour de chacun des galets, les axes des deux galets étant angulairement décalés de façon à provoquer une torsion permanente du brin de profilé situé entre lesdits deuy galets. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on enroule le profilé sur les galets selon au moins environ un tour. 3 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que simultanément on maintient le profilé contre le galet par un contre-galet. 4 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'uns quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend as moins deux galets dont les axes sont angulairement décalés. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour régler le décalage annulaire entre lesdits axes. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour régler la distanc E entre les galets. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que les axes des deux galets sont contenus dans de E plans sensiblement parallèles entre eux et perpendiculaires au brin de profil s'étendant entre les deux galets. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fail que l'un des galets est monté dans un équipage mobile de l'axe géométrique dt brin de profilé. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6: caractérisé par le fait que l'axe de l'un au moins des galets s'étend dans ui plan non perpendiculaire au brin de profilé. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fail que les galets présentent des flasques de déflexion. 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 et 10 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour déplacer l'un au moin: des galets dans son plan. 12 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 11 caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un galet à gorge ayant ei -8- section de gorge une partie centrale plate et deux parties tronconiques diminuant de diamètre vers les bords de la gorge. 13 Corps tubulaires flexibles obtenus par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisés par le fait qu'ils comprennent au moins une voûte formée par l'enroulement hélicoïdal à spires adjacentes d'au moins un profilé préalablement déformé hélicolcalement de façon permanente, le profilé dans la voûte s'étendant de façon régulière en présentant toujours une même face du côté intérieur de la voûte.