Brevet FR2538874A1 — publié le 19840706

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 distance 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 2. 5 à laquelle son 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 l'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 fonction- nement 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 utilisation 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 caracté- ristiques mécaniques et de pression dudit joint de conduite, carac- térisé en ce que a ladite boîte tubulaire comporte une portion d'extrémité filetée extérieurement également venue de forme avec un filetage interne d'étanchéité pour permettre l'engagement d'un filetage complémentaire sur ladite broche tubulaire et comporte éga- lement une surface conique s'étendant vers l'extérieur depuis ledit filetage d'étanchéité; et en ce que, b lesdits moyens de verrouillage comportent une bague annulaire qui peut s'engager entre ladite surface conique de la portion d'extrémité de ladite boîte tubulaire et la surface circonfé- rentielle extérieure de ladite broche tubulaire; et un écrou de position- nement de bague présentant un filetage interne qui peut s'engager avec la portion d'extrémité filetée extérieure de ladite boite tubulaire, ledit écrou de positionnement de bague présentant une saillie interne radiale qui vient au contact d'une surfacé d'extrémité de ladite bague, ce par quoi l'engagement fileté entre ledit écrou de positionnement de bague et le filetage externe de ladite boîte tubulaire provoque le coincement de ladite bague en donnant un engagement de surface de frottement avec ladite boite tubulaire et ladite broche tubulaire. Sur les dessins joints, la figure 1 est une vue latérale, partiellement en coupe, d'un joint de conduite comportant une connexion de verrouillage selon un exemple de l'invention et la figure 2 représente une vue prise le long de la ligne 2-2 de la figure 1. En se reportant aux dessins, le joint de conduite 10 qui y est représenté est prévu pour être utilisé sur les conduites d'écoulement ou les tubages de puits employés en exploration pétroli- fère offshore (au-delà de la côte), o il est nécessaire de pouvoir exécuter une rotation réversible c'est-à-dire sens horaire et sens antihoraire pour obtenir par exemple une connexion et une déconnexion sousmarine à distance entre un navire et un puits sous-marin ou une base de colonne montante de production sous-marine. Dans cette réalisation, le joint de, conduite 10 comporte une 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 de façon complémentaire, venu de forme près de l'extrémité libre d'une boîte tubulaire 18 comme cela est connu de l'homme de l'art. L'extrémité libre de la boîte tubulaire 18 comporte également une surface conique annulaire 20, qui va en cône vers l'extérieur, et s'étend entre le filetage interne 16 et un filetage externe 22 de la boîte tubulaire 18 Entre la broche 12 et la boîte 18 se trouve, dans le jeu annulaire en forme de coin défini entre la surface conique et la surface circonférentielle extérieure de la broche 12, une bague 24 qui s'étend autour de la circonférence de la broche de joint 12 La bague 24 présente une surface de forme générale cylindrique 26 qui peut être moletée et une surface conique 28 qui s'étend selon l'angle du câhe de la surface conique 20 à l'extrémité de la boîte 18 La surface 28 de la bague peut également être moletée de façon que les surfaces 26, 28 fournissent un contact de prise à frottement élevé entre les composants du joint 12, 18 et 24. Un écrou de positionnement de bague 30 comprenant un filetage interne 32 est engagé avec le filetage externe 22 qui se trouve sur la boîte tubulaire 18, l'écrou 30 comprenant également une portion 34 en flasque annulaire s'étendant radialement vers l'inté- rieur à une extrémité, prévue pour venir au contact de la surface d'extrémité supérieure de la bague 24. A la suite de la réalisation de la connexion mécani- que et étanche à la pression entre les composants du joint de conduite 12 et 18 par engagement mutuel des filetages d'étanchéité 14 et 16, l'écrou de positionnement de bague 30 se visse sur le filetage externe 22 de l'élément tubulaire 18 et exerce une force axiale de coincement sur la surface d'extrémité de la bague 24, amenant le coincement ferme de cette dernière dans le jeu conique compris entre la broche 12 et la boîte 18; et amène également les surfaces 26 et 28 à venir en contact en prise, en engagement de frottement, avec les surfaces voisines de, respectivement, la boîte 18 et la surface circonférentielle extérieure de la broche 12 Ceci en fait va produire une action de verrouillage permettant de transmettre un couple par la connexion de verrouillage à bague. Comme représenté sur la figure 2, la bague 24 peut consister en une bague fendue avec un jeu 38 pour permettre le changement radial de la cote de la bague 24 lorsque l'on visse l'écrou de positionnement de bague 30 contre sa surface d'extrémité supérieure. RZVENDICATIONS 1 Joint de conduite ( 10) comportant une boite tubulaire ( 18), une broche tubulaire ( 12) engagée dans ladite boôlte tubulaire et des moyens de verrouillage retenant ladite boite tubulaire et ladite broche tubu- laire engagées l'une à l'autre pour permettre la trans- mission d'un couple à travers ledit joint de conduite ( 10) tout en conservant intégralement les caractéristi- ques mécaniques et de pression dudit joint de conduite, caractérisé en ce que: a ladite bôlte tubulaire ( 18) comporte une portion d'extrémité ( 14) filetée extérieurement égale- ment venue de forme avec un filetage interne d'étanché- ité ( 16) pour permettre l'engagement d'un filetage domplé- mentaire sur ladite broche tubulaire ( 12) et comporte également une surface conique ( 20) s'étendant vers l'ex- térieur depuis ledit filetage d'étanchéité; et en ce que, b lesdits moyens de verrouillage comportent une bague annulaire ( 24) qui peut s'engager entre ladite surface conique ( 20) de la portion d'extrémité ( 14) de ladite botte tubulaire ( 18) et la surface circonféren- tielle extérieure de ladite broche tubulaire ( 12); et un écrou de positionnement de bague ( 30) présentant un filetage interne ( 32)-qui peut s'engager avec la portion d'extrémité filetée extérieure de ladite boite tubulaire, ledit écrou de positionnement de bague ( 30) présentant une saillie interne radiale ( 34) qui vient en contact d'une surface d'extrémité de ladite bague ( 24), ce par quoi l'engagement fileté entre ledit écrou de posi- tionnement de bague ( 30) et le filetage externe de ladite botte tubulaire ( 18) provoque le coincement de ladite bague en donnant un engagement de surface de frottement avec ladite bô 6 Ite tubulaire ( 18) et ladite broche tubu- laire ( 12). 2 Joint de conduite selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague ( 24) présente une sec- tion droite de forme générale d'un coin conforme à l'an- gle du cbne défini par la surface conique qui se trouve a l'extrémité de ladite boite tubulaire ( 18) et par la surface circonférentielle extérieure de ladite broche tubulaire ( 12). 3 Joint de conduite selon la revendication 1 et la revendication 2, caractérisé en ce que ladite bague ( 24) présente une surface moletée ( 26) qui vient au contact de la surface circonférentielle extérieure de ladite broche tubulaire ( 12) pour fournir entre elles un engagement de prise par frottement. 4 Joint de conduite selon l'une des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que ladite bague ( 24) présente une surface moletée ( 26) qui vient au contact de la surface conique ( 28) de ladite boôtte tubulaire ( 18) pour fournir entre elles un engagement de prise par frottement. 5 Joint de conduite'selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite bague ( 24) est une bague annulaire fendue.