Brevet FR2544449A1 — publié le 19841019

Dispositif de verrouillage pour joint de conduite. La présente invention se rapporte à un dispositif de verrouillage pour joint de conduite sur une conduite d'écoulement qui s'étend entre un navire et un puits sous-marin de production de pétrole ou une colonne montante de production sous-marine. Les joints de conduite de ce type particulier sont soumis à une inversion de rotation dans les connexions et les déconnexions sous-marines à distances entre un navire et un puits sous-marin ou une base de colonne montante de production sous-marine. Conventionnellement, de tels joints de conduite sont essentiellement constitués d'une broche tubulaire prévue pour être vissée dans la boîte tubulaire d'une portion contiguë de conduite d'écou- lement ou dans un tubage de puits, par l'intermédiaire d'un filetage d'étanchéité, l'extrémité de la broche tubulaire ayant sa portion d'extré- mité à filetage mâle prévue pour se visser de façon étanche en engage- ment avec un filetage femelle venu de forme à l'extrémité de la boîte tubulaire Ce type de connexion à filetage d'étanchéité est d'un emploi courant et répandu dans les joints de tubage de champ pétrolifère et il assure l'interconnexion mécanique et l'intégrité des caractéristiques à la pression, nécessaires, du joint de conduite A la suite de la réali- sation de la connexion du joint de conduite, en fournissant le couple de verrouillage nécessaire pour les filetages correspondants entre la broche du joint tubulaire et la boîte tubulaire du joint de conduite, du fait de la rotation continuelle en sens horaire et en sens anti-horaire à laquelle sont soumis les tubages de puits et les conduites d'écoulement et comme résultat concernant ces joints de conduite, ces joints de conduite doivent être capables de transmettre un couple sans causer de desserrage mécanique de l'interconnexion filetée entre la broche tubulaire et la boîte du joint de conduite tendant à affecter défavorable- ment l'intégrité du joint Pour maintenir cette intégrité du joint de conduite, à la fois du point de vue mécanique et du point de vue de la pression, on a examiné dans la technologie la possibilité d'incorporer un dispositif de verrouillage dans le joint de conduite, capable de trans- mettre le couple produit pendant la rotation inverse des conduites d'écoulement ou des tubages de puits et ceci comme résultat de la réalisation des joints de conduite, sans affecter l'intégrité de I'intercon- nexion filetée entre les composants des joints de conduite Par essence, le dispositif de verrouillage incorporé dans le joint de conduite sera alors capable de transmettre les couples produits pendant le fonctionne- ment des installations qui utilisent ces joints de conduite. Bien que différents types de dispositifs de verrouilla- ge soient connus de l'homme de l'art, ces dispositifs de verrouillage sont, de façon générale, du type qui, bien que capable de transmettre le couple et, dans une certaine mesure, de protéger l'intégrité mécani- que et l'intégrité des caractéristiques de pression des joints de conduite, va affaiblir la structure physique des joints de conduite de façon à en réduire la résistance mécanique, en particulier lors d'une utilisa- tion pour des périodes étendues et lorsque les joints de conduite sont exposés à une rotation répétée sens horaire et sens anti-horaire des conduites d'écoulement ou des tubages de puits en exploitation Un objet de la présente invention est donc de fournir un joint de conduite présentant un dispositif de verrouillage amélioré. En conséquence l'invention consiste en un joint de conduite comportant une boîte tubulaire, une broche tubulaire engagée dans ladite boîte tubulaire et des moyens de verrouillage retenant ladite boîte tubulaire et ladite broche tubulaire engagées l'une à l'autre pour permettre la transmission d'un couple à travers ledit joint de conduite tout en conservant intégralement les caractéris- tiques mécaniques et de pression dudit joint de conduite, caractérisé en ce que: (a) ladite broche tubulaire comporte une portion d'extrémité à diamètre élargi, faisant face vers l'extrémité de con- nexion de ladite boîte tubulaire, ainsi qu'un logement annulaire vertu de forme dans ladite portion d'extrémité de diamètre élargi de ladite broche tubulaire; et en ce que (b) lesdits moyens de verrouillage comportant une paire de bagues annulaires situées à une certaine distance l'une de l'autre et placées dans ledit logement de façon à entourer ladite broche tubulaire, l'une desdites bagues présentant au moins un alésage borgne en alignement axial avec au moins un alésage borgne situé dans ladite portion d'extrémité de broche tubulaire de diamètre élargi, une cheville s'étendant à travers lesdits alésages pour fixer ladite bague à ladite broche tubulaire; et l'autre desdites bagues présentant au moins un alésage borgne en alignement axial avec au moins un alésage borgne situé dans la surface d'extrémité de ladite boîte tubu- laire, une autre cheville s'étendant à travers lesdits alésages pour fixer une autre bague à ladite boîte tubulaire; ainsi que des moyens pour interconnecter de façon fixe lesdites bagues pour permettre de transmettre un couple par ledit joint de conduite. Le dessin joint représente une vue latérale, partiel- lement en coupe, du joint de conduite comportant une connexion de verrouillage selon un exemple de l'invention. En se reportant au dessin, le joint de conduite qui y est représenté est prévu pour être utilisé sur les conduites d'écoulement ou les tubages de puits employés en exploration pétrolifère offshore (au-delà de la côte), o il est nécessaire de pouvoir exécuter une rotatin réversible c'est-àdire sens horaire et sens anti-horaire pour obtenir par exemple une connexion et une déconnexion sous marine à distance entre un navire et un puits sous-marin ou une base de colonne montante de production sousmarine Le joint de conduite comporte un broche tubulaire 12 présentant un filetage d'étanchéité conique extérieurement 14 à l'une de ses extrémités prévue pour s'engager dans un filetage interne d'étanchéité 16, conique dé façon complémentaire, venu de forme près de l'extrémité libre d'une boite tubulaire 18 comme cela est connu de l'homme de l'art. L'élément formant broche 12 présente une portion d'extrémité 40 de diamètre élargi usinée pour donner un logement annulaire 42 vers la base du filetage d'étanchéité 14 Dans la surface d'extrémité radiale, c'est-àdire en plein dans la matière 44 de la portion annulaire 40 du diamètre élargi il y a au moins un alésage borgne axial 46, bien qu'un certain nombre de tels alésages puissent être espacés le long de la circonférence de cette matière 44 De même des alésages borgnes axiaux 48 sont prévus dans les surfaces d'extrémité 50 de l'élément formant boîte tubulaire du joint de conduite 18 Placées dans le logement 42 se trouvent une paire de bagues annulaires voisines ou contiguës 52 et 54 de préférence en acier, qui comportent également respectivement, des alésages borgnes 56 et 58 en alignement axial avec les alésages borgnes axiaux respectifs 44 et 48 prévus dans la broche 12 et dans la boîte 18. Pendant l'assemblage de la broche 12 et de la boîte tubulaire 18, on place des chevilles 60 de façon à ce qu'elles s'étendent dans chacun des alésages 46 et 56 et, de la même façon, on place des chevilles 62 dans chacun des alésages 48 et 58 de façon à verrouiller les bagues 52 et 54, respectivement, à la broche 12 et à la boîte 18 En conséquence, lorsque le joint de conduite est complètement assemblé par engagement des filetags coniques d'étan- chéité 14 et 16, les bagues sont placées de façon fixe dans le logement annulaire 42 Ensuite, on soude ensemble les bagues au moyen d'un certain nombre de soudures bouchons 64 que l'on peut placer à une certaine distance l'une de l'autre autour de la circonférence des bagues, ce qui interverrouille de façon fixe les bagues Il en résulte que l'ensemble de la disposition du joint de conduite 10 forme une structure de transmission de couple qui n'affecte pas l'intégrité mé- canique et l'intégrité des caractéristiques à la pression du joint de conduite. Dans cette réalisation, pour permettre de desserrer le joint ou la connexion de conduite entre la broche 12 et la boîte 18,ilsuffit de faire sauter au burin les soudures bouchons 64, de façon à permettre à la rotation relative de s'effectuer entre les composants du joint de conduite Ceci peut se faire sans effet destructeur sur le matériau de la boîte tubulaire et de la broche tubulaire qui, autrement, pourrait être causé par les soudures ou par la chaleur de soudage, puisqu'on ne soude ensemble que les bagues remplàçables 52, 54. De ce qui précède, il apparaîtra à l'homme de l'art que la réalisation d'un dispositif de verrouillage pour un joint de conduite comme décrit ici est d'une nature extrêmement simple et fiable et que ce dispositif est capable de transmettre des valeurs élevées de couple sans mettre en cause la résistance mécanique et l'intégrité des caractéristiques à la pression du joint de conduite. RVENDICATIONS 1 Joint de conduite ( 10) comportant une boite tubulaire ( 18), une broche tubulaire ( 12) engagée dans la- dite boite tubulaire et des moyens de verrouillage rete- nant ladite boite tubulaire ( 18) et ladite broche tubu- laire ( 12) engagées l'une à l'autre pour permettre la transmission d'un couple à travers ledit joint de con- duite tout en conservant intégralement les caractéristi- ques mécaniques et de pression dudit joint de conduite ( 10) caractérisé en ce que: a ladite broche tubulaire ( 12) comporte une portion d'extrémité à diamètre élargi ( 40), faisant face vers l'extrémité de connexion de ladite boite tubulaire ( 18), ainsi qu'un logement annulaire ( 42) venu de forme dans ladite portion d'extrémité de diamètre élargi ( 40) de ladite broche tubulaire ( 12); et en ce que b lesdits moyens de verrouillage comportent une paire de bagues annulaires ( 52,54) situées à une cer- taine distance l'une de l'autre et placées dans ledit lo- gement ( 42) de façon à entourer ladite broche tubulaire ( 12), l'une desdites bagues ( 52,54) présentant au moins un alésage borgne ( 56,58) situé dans ladite portion d'extré- mité de broche tubulaire de diamètre élargi ( 40), une cheville ( 60 Q 62) s'étendant à travers lesdits alésages ( 56,58) pour fixer ladite bague a ladite broche tubu- laire; et l'autre desdites bagues ( 52,54) présentant au moins un alésage borgne ( 44,48) situé dans la surface d'extrémité ( 50) de ladite boite tubulaire ( 18), une autre cheville ( 60,62) s'étendant à travers lesdits alésages ( 44,48) pour fixer une autre bague à ladite boite tubu- laire; ainsi que des moyens ( 64) pour interconnecter de façon fixe lesdites bagues ( 52,54) pour permettre de trans- mettre un couple par ledit joint de conduite ( 10). 2 Joint de conduite selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'interconnexion des- dites bagues annulaires ( 52,54) comprennent un certain nombre de soudures bouchons ( 64) espacées autour de la circonférence desdites bagues.