Brevet FR2553171A1 — publié le 19850412

L'invention concerne un perfectionnement à l'invention faisant l'objet de la demande de brevet français NO 8205306 et elle concerne un appareil de raccordement à alignement automatique. L'invention concerne plus particulibrement des raccords filetés, tels que ceux utilisés entre des tuyaux et autres tubes, ainsi que des techniques pour aligner deux éléments à raccorder par vissage, d'une maniera évitant de fausser les filetages, par exemple. L'invention s'applique en particulier au domaine général du forage et de l'exploitation de puits, tels que des puits de pétrole et de gaz dans lesquels des éléments de tubage, constituant une colonne et d'un diamètre relativement grand, sont par exemple souvent raccordés les uns aux autres par vissage mutuel pour former des trains de tubes. On réalise généralement des liaisons vissées entre tuyaux en équipant une extrémité dlun premier tuyau avec un raccord mâle se présentant sous la forme d'un embout fileté extérieurement, et en équipant une extrémité du second tuyau d'un raccord femelle se présentant sous la forme d'un logement fileté intérieurement qui reçoit l'embout. Ce dernier et le logement peuvent astre des parties intégrantes des tuyaux respectifs ou bien ils peuvent être rapportés sur les tuyaux par soudage ou par visSage, par exemple.En particulier, on contact diverses bagues et divers raccords présentant des combinaisons de deux logements extrêmes, de deux embouts extrêmes ou d'un logement extrême et d'un embout extrême pour réaliser des liaisons filetées avec les extrémités appropriées de deux tuyaux que l'on cherche à raccorder l'un à l'autre. De plus, on connatt diverses formes de réalisation de filetages, comprenant des filetages coniques et des filetages droits, par exemple. Les différentes formes de filetages sont destinées à convenir à des fonctions particulières dans certaines circonstances.Par exemple, un joint à fluide efficace, métal sur métal, peut être obtenu par la jonction de filetages coniques complémentaires dans un raccord m#le#femelle. En outre, on connaît divers filetages destinés a entre utilisés dans diverses structures filetées. Dans le domaine des tubages de puits, on peut utiliser une conception classique a 3,15 filets ronds par centimètre ou a 1,9i filets trapézoldaux par centi entre. Les longueurs des filetages dans ces cas s1 étendent dol environ cinq centimètres sur un tubage de diamètre exté- rieur relativement faible, par exemple un tubage de 12,5 centimètres, jusqu' 12,5 centimètres sur des tubages de grand diamètre extérieur, par exemple un tubage de cinquante centimètres.En général, lorsque le diamètre extérieur du tubage augmente d'un facteur de quatre, la longueur des filetages formés sur un tel tubage augmente seulement d'un facteur de 2,5 De plus, le nombre de filets par centimè- tre pour un type donné de filetage est généralement le mSme pour des tubages de tous diamètres extérieurs. En conséquence, on peut prévoir qu'il est plus difficile d'effectuer le guidage d'un tube dans l'autre dans le cas d'un tubage de grand diaraètre extérieur, et le risque de fausser les filetages male et femelle d'un tel tubage de grand diamètre augmente également. Il est souhaitable et avantageux d'acquérir une technique facilitant la mise en alignement de tuyaux a brancher l'un a l'autre par vissage, d'une manière suffi sante pour empêcher les filetages reliant les tuyaux de se fausser. L'invention concerne un appareil pour raccorder deux éléments, dont un premier élément qui présente une extrémité sensiblement tubulaire et une surface ou un bbrd de guidage situé vers cette oe##té. Des fi1#ts sont situés à 1' in- térieur du premier élément, a une certaine distance longitudinale de la surface de guidage. Un second élément presente des seconds filets extérieurs, situés vers une extré- mite de ce second élément. Ce dernier présente également une surface extérieure espacée longitudinalement des seconds filets.Les premiers et seconds filets sont sensiblement complémentaires les uns des autres et ils permettent de relier par vissage les premier et second éléments lorsque l'extrémité du second élément est emboîtée dans l'extrémité sensiblement tubulaire du premier élément. La surface de guidage coopère avecla surface extérieure du second élément pour limiter l'orientation en rotation entre les prunier et second éléments lorsque le second élément pénètre dans le premi@@ élément avant l'entrée en prise des premiers et second5 filets La surface de guidage peut comprendre une surface annulaire ou un bord sensiblement circulaire .De plus, la surface extérieure du second élément peut être constituée par la surface cylindrique extérieure du tube. le diamètre interne de la surface de guidage est supérieur au diamètre externe de la surface cylindrique extérieure de ânière que, la surface de guidage s'étendant longitudinalement sur une surface suffisante à partir des premiers filets, l'orientation du second élément par rapport au premier élément soit limitée de façon que les premiers et seconds filets entrent en prise mutuellement, sans être faussés. La position du bord de guidage par rapport aux filets du premier élément pour éviter précisément que les filets soient faussés peut être déterminée en fonction de la géorrétrie du filetage. t'invention concerne un élément sensible'ent tubulaire comprenant des moyens lui permettant d'être porté par un premier élé- ment cylindrique, et des filets internes, qui font partie de cet élément tubulaire et qui sont destinés à recevoir, par vissage, des filets externes portés par un second élément cylindrique. L'élément tubulaire comprend également des moyens destinés à guider le second élément cylindrique lorsqu'il est introduit dans l'élément tubulaire, ces moyens de guidage étant espacés axialement des filets internes de L'élément tubulaire et étant situés sur le oôté des filets opposé. à celui du premier élément cylindrique. Les moyens de guidage coopèrent avec le second élément cylindrique pour en limiter l'alignement par rapport à l'élément tubulaire afin d'empêcher une entrée en prise entre les filets internes et externes faussant lesdits filets. L'invention concerne un élément femelle à filetage interne porté par un premier tube, et destiné à recevoir et engager par vissage un élément mâle ,fileté extérieurement, porté par un second tube, l'élément femelle présentant une surface ou un bord interne et sensiblement cylindrique de guidage destine a recevoir le second tube et a coopérer avec lui pour en limiter l'orientation par rapport au premier tube. Selon l'invention, un premier tube ou élément tubulaire peut être introduit-dans la surface de guidage d'un autre tube ou élément tubulaire, de manière que cette surface de guidage coopère avec la surface externe du premier élément pour limiter les orientations relatives mutuelles des premier et second éléments afin que le ramier élément puisse être davantage introduit dans le second élé- ment et que les premier et second éléments soient reliés par vissage, sans que leurs filetages soient faussés L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés a titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels :: la figure 1 est une élévation, avec coupe longitudinale partielle, de l'extrémité malte d'un tube la figure 2 est une élévation, avec coupe longitudinale partielle, de l'extrémité d'un tube équipée d'une douille constituant un raccord femelle, le raccord de la figure 2 étant représenté en position au-dessous de 1'ex- extrémité maie de la figure 1, sensiblement en alignement avec cette extrémité afin de permettre# le raccordement des tubes l'un a 1'autre ;; la figure 3 est une coupe longitudinale partielle des éléments des figures 1 et 2, montrant 1' extrémité mâle du tube de la figure 1 introduite dans le raccord femelle de la figure 2, mais sans vissage mutuel des éléments ;- la figure 4 est une coupe analogue a celle de lafigure 3, mais montrant la liaison vissée entre l'extrémité maie et le raccord femelle ; la figure 5 est une élévation, avec coupe longitudinale partielle, des extrémités de deux tubes reliés l'un a l'autre par vissage entre un raccord malle et un raccord femelle soudés aux tubes respectif s, et présentant une surface de guidage. la figure 6 est une coupe longidutinale schématique d'un accouplement à éléments mâle-femelle selon l'invention, vissés jusqu'd une position serrée à la main la figure 7 est une vue analogue à celle de la figure 6, mais montrant l'élément wâla reposant simplement dans le connecteur femelle, le cone fileté mâle reposant sur le cane fileté femelle, sans vissage, c' est-à-dire sans prise des filets la figure 8 est une vue analogue à celle des figures 6 et 7, mais montrant l'élément m & e positionné par rapport à l'élément femelle de façon que le c8ne fileté mâle soit placé légèrement au-dessus du c8ne fileté femelle et incliné vers la gauche comme illustré, contre le cône fileté femelle ;; la figure 9 est une vue analogue à celle des figures 6 à 8, mais montrant 1' élément mSle positionné dans le connecteur femelle, à l'angle minimal critique de défaut d'alignement pour fausser les filets les figures 9a, 9b et 9c sont des vues de détails, à échelle agrandie, de la figure 9 ; et la figure 10 est un diagramme d'une partie d'un filet en trapèze rectangle, utile pour l'analyse du chevauchement minimal des filets, demandé pour qu'ils soient faussés. La figure 1 représente globalement en 10 l'extrémate d'un tube qui est illustré comme étant placé au-dessus de l'extrémité d'un second tube, représenté globalement en 12 sur la figure 2, les deux tubes étant sensiblement alignés sur le même axe. Le premier tube 10 de la figure 1 présente un canal longitudinal 14 aboutissant a l'extrémité ouverte 16. La surface extérieure 18, sensiblement cylindrique, du tube 10 est interrompue par des filets coniques 20 qui s'étendent sensiblement vers l'extrEmite ouverte 16. Le second tube 12 montré sur la figure 2 présente un canal longitudinal 22 qui peut etre du même diamètre intérieur -que le canal 14 du premier tube 10.Le canal 22 du second tube se prolonge dans un raccord sensiblement tubulaire se présentant sous la forme d'une douille 24 qui est fixée au tube 12 par une liaison vissée réalisée entre la douille et le tube, comme indiqué en 26. La structure vissée illustrée a cet effet comprend des filets coniques formés sur la surface extérieure du second tube 12 et des filets coniques complémentaires formes sur la surface intérieure de la douille 24, bien que d'autres formes de filetages puissent entre utilisées pour le montage de la douille sur le second tube. Le raccord sensiblement tubulaire 24 présente un canal interne longitudinal 28 qui communique avec le canal interne 22 et aboutit a une ouverture 30 du r ccatd. La surface intérieure du raccord 24 présente une seconde partie filetée qui est conique et sensiblement complémen- taire des filets#coniques 20 de l'extrémité male du premier tube 10. Une surface sensiblement annulaire 34 de guidage, tournée vers l'intérieur, est située vers l'extrémité 30 du raccord. Le raccord 24 présente une extrémité femelle a filetage intérieur destinée au second tube 12, et il prE- sente en outre une surface 34 de guidage qui est espacée axialement des filets 32. De plus, étant donné que le raccord 24 est relié au second tube 12 par des filets coniques comme indiqué en 26, un tel raccord peut entre placé a chaque extrémité d'un tube comportant des raccords males à ses deux extrémités. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 3, le diamètre interne de la surface 34 de guidage est légèrement plus grand que le diamètre externe de la surface extérieure re 18 du premier tube. Le raccord femelle 24 reçoit donc le premier tube 10, mais lorsque ce premier tube est introduit dans le raccord femelle, la surface 34 de guidage coopère avec la surface extérieure 18 du tube pour maintenir ledit premier tube 10 par rapport au raccord femelle et au second tube 12, limitant ainsi l'orientation du premier tube par rapport au second tube.Lorsque les filets 20 du premier tube approchent des filets 32 du raccord femelle 24, la surface 34 de guidage limite ainsi l1orienta- tion, en rotation, du premier tube 10 par rapport au raccord femelle, de sorte que le premier tube ne peut s'élain.~ gner suffisamment de la position d'alignement par rapport au raccord femelle pour permettre a l'un quelconque des filets 20 d'entrer en prise avec les filets 32 du raccord, même sur une distance d'un filet. Pour que l'action de la surface 34 de guidage sur la surface extérieure 18 du premier tube 10 empêche de fa çon sûre les filets d'être faussés lorsque le filetage ma- le 20 atteint le filetage femelle 32,-on peut prendre en considération le diamètre relatif des surfaces 34 et 18, la longueur du raccord 24 et le pas axial des filets 20 et 32. On a déterminé, par exemple, que l'on peut empêcher les filets d'être faussés en donnant a la surface 34 de guidage une étendue longitudinale L, sensiblement à partir d'un point situé au milieu de la longueur des filets 32, comme montré sur la figure 2, conformément a l'équation suivante L = 2XDC, ou : X est l'inv=ne du pas ##iai, ou distance comprise entre des filets adjacents, des filetages 20 et 32 D est le diamètre extérieur de la surface exté rieure 18 du premier tube 10 ; et C est la moitié de la différence entre le diamè tre intérieur de la surface 34 de guidage et D. Il convient de noter qu'il est possible d'éviter aux filets d'être faussés en donnant a L une valeur encore supérieure a celle déterminée par l'équation précédente, ou bien en donnant a C une valeur inférieure a celle demandée dans l'équation. Cependant, on peut déterminer la valeur de C en se basant en partie sur les tolérances de fabrication du tube 10 et du raccord 24. De plus, pour éviter des frais inutiles de fabrication, par exemple, on peut maintenir L à une valeur aussi faible que possible tout en continuant d'éviter aux filetages de se fausser. Il convient également de noter que la forme du raccord femelle 24 peut être modifiée tout en conservant la protection contre la détérioration des filetages. Par exemple, la surface 34 de guidage est représentée sous la forme d'une surface annulaire de dimension longitudinale relativement faible, et cette surface peut être réduite encore plus, par exemple par l'utilisation d'un trou ménagé dans une plaque.Le bord supérieur de la surface 34 de guidage, montré sur les figures 2 à 4, par exemple, porte contre la surface 18 du tube pour assurer un alignement correct. Lorsque les filets 20 du racoord mâle arrivent aux filets femelles 32, ils ne peuvent Se fausser tant qu'un contact entre la surface 34 de guidage et la surface cylindrique 18 est réalisé à une distance axiale suffisante des filets. Cependant, il convient de noter que la surface 34 de guidage peut être prolongée au même diamètre intérieur jusqu'au oounaxssent des filets 32, par exemple, plutôt que d'accroître le diamètre intérieur du canal 28 entre la surface de guidage et les filets 32, comme représenté. Il est indiqué, dans le présent mémoire, que la surface 34 de guidage est éloignée ou espace longitudinalement des filets femelles 32, par-esple, quelle que soit l'étendue longitunale de la. surface de guidage. L'extrémité male du premier tube 10 peut pénétrer dans l'ouverture 30 et arriver sur la surface 34 de guidage du raccord femelle 24, pratiquement sous tout angle quelconque, limité par le diamètre extérieur présenté par ce tube par rapport au diamètre intérieur de la surface de guidage. Lorsque le premier tube 10 est davantage introduit dans le raccord femelle 24 et que l'extrémité 16 du tube est maintenue a l'intérieur du raccord, le contact entre la surface 34 de guidage et la surface 18 du tube oblige les deux tubes 10 et 12 a s'aligner davantage.Plus les filets maies 20 avancent au-del# de l'ouverture 30 du raccord femelle, plus l'angle sous lequel le premier tube 10 peut s'incliner par rapport au second tube#12 diminue par suite du contact entre le tube 10 et la surface intérieure du raccord femelle et par suite du contact de la surface 34 de guidage avec la surface extérieure 18 du tube. Lorsque les filets maies 20 atteignent les filets femelles 32, l'angle d'inclinaison possible entre les deux tubes est réduit a une valeur inférieure a celle-nécessaire pour fausser les filets maies et femelles. L'alignement du premier tube 10 par rapport au raccord femelle 24 étant assuré par la coopération de la surface 34 de guidage et de la surface cylindrique ext6- rieure 18 du premier tube, dans les limites demandées pour éviter que les filetages soient faussés, on peut continuer de manoeuvrer le premier tube a l'intérieur du raccord femelle afin d'engager les filets maies 20 avec les filets femelles 32, comme montré sur la figure 4. Une-rn#tion des tubes l'un par rapport a l'autre, autour de leur axe longitudinal commun, peut être utilisée pour serrer la liaison vissée entre le premier tube 10 et le raccord femelle 24 pour réaliser entre eux, par exemple, un joint étanche aux fluides.De plus, les deux tubes étant reliés au moyen du raccord femelle 24, le canal intérieur 14 du premier tube est prolongé par le canal intérieur 22 du second tube avec lequel il communique. La figure 5 représente globalement en 40 un premier tube relié a un second tube qui est représenté globalement en 42, au moyen d'une liaison vissée réalisée entre un raccord malle 44, fixe au premier tube par soudage, et un raccord femelle 46, monté sur le second tube par soudage. Le raccord ravale 44 présente, vers son extré- mite ouverte, des filets extérieurs coniques 48 qui sont sensiblement complimentaires des filets intérieurs coniques 50 réalisés dans le raccord femelle 46.Ce dernier présente en outre, vers son extrémité ouverte, une surface sensiblement cylindrique 52 de guidage, tournée vers l'intérieur et dont le diamdtre intérieur est légè- rement plus grand que le diamètre extérieur d'une surfaceextérieure et sensiblement cylindrique 54 présentée par le raccord maie 44. Hormis la manière dont le raccord maie 44 et le raccord femelle 46 sont montés respectivement sur les premier et second tubes 40 et 42, la réalisation et le fonctionnement-de l'appareil de raccordement représenté sur la figure 5 sont sensiblement les mazes que ceux -de l'appareil correspondant de raccordement représenté sur les figures 1 a 4.D'autres variantes de montage des raccords sur les tubes respectifs peuvent également être utilisées. Par exemple, un raccord femelle peut faire partie intégrante d'un tube, sensiblemPnt de la même manière que le raccord maie est porté par le premier tube 10 sur la figure 1. Quel que soit le procédé de réalisation ou de montage, un tube porte une extrémité maie et l'autre tube porte un raccord femelle qui présente une surface de guidage. Les filetages sont définis par leur angle de c8ne et leur forme, la forme comprenant à la fois le pas canal et le profil général du filet. Bien que de nombreuses formes de filets soient connues, les angles de cane présentent soit des filetages droits, dans lesquels les filets sont taillés sur un cylindre paraBssle à l'axe central de l'élément maie, soit desfiletages d'accouplement coniques, dans lesquels les filets sont taillés sur une surface tronconique, généralement définie par un angle de conicité de "centimètres de diamètre f centimètre de longueur de filetage ".Les filets droits ne réalisent pas d"'emboStement" avant que le vissage commence (c'est d-dire que le tronçon fileté de l'élément mâle ne pénètre pas dans le tronçon fileté de l'accouplement au début du vissage) ; par conséquent, si le filet doit se fausser, ceci a lieu au premier fil##et l'entrecroisement des filets se produit en deux points diamétralement opposés. Les filetages coniques se faussent ou s'entrecroisent d'une manière totalement différente. L'entrecroisement au niveau du premier filet seul est impossible en raison de la forme en cône. L'élément maie conique s'emboîte dans l'élément femelle conique jusqu'à ce que les cônes filetés entrent en contact. La profondeur de l'emboîtement dépend de l'angle du cône et de la forme des filetages. L'entrecroisement des filetages coniques a lieu à des filets qui sont décalés axialement les uns des autres, et non en deux points diamétralement opposés. La figure 9 montre que les points d'entrecroisement initial de filetages coniques se produisent en dés filets espacés axialement. Ici, des points P1 et P'2 sont les points d'entrecroisement initial sur l'élément mâle. I1 convient de noter que lorsqu'un cône maie est introduit en biais à l'intérieur d'un#c#ne femelle, les points de contact initial entre les filets se trouvent aux extrémités de l'emboîtement. Un entrecroisement ou un état faussé peut apparaître lorque l'un ou l'autre des filets complémentaires, situés au point P1 ou au#p#tflt P'z, est partiellement ou totalement en prise. Cependant, une étude attentive montre qu'un entrecroisement commence à un angle minimal a de défaut d'alignement lorsque les filets aux deux points P1 et P'2 ne sont pratiquement pas en prise, comme illustré sur la figure 9. L'angle e est une fonction de l'angle de cône et de la forme du filetage, en particulier du diamètre primitif du filetage. On peut empêcher l'entrecroisement ou les filets autre faussés en alignant l'élément mâle par rapport au raccord femelle à un angle inférieur d l'angle d'entrecroisement critique O avant le vissage. L'invention apporte un mécanisme d'alignement qui assure que tout angle de défaut d'alignement est inférieur à l'angle critique 0. La figure 9 illustre un élément maie 60 emboîté dans un raccord femelle 62, sous un angle égal à l'angle critique d'entrecroisement e. Le joint est en état d'entrecroisement des filets aux points P1 et P'2, car le point de tangence au rayon de la crête du filet mâle en P1 est au point de tangence du rayon du filet du raccord adjacent et, par conséquent, tout défaut d'ail- gnement angulaire supplémentaire aurait pour résultat le passage de la crête du filet maie dans le pied du filet inférieur (voir figure 9a) ; et le filet mâle au point P'2 est dans un état similaire par rapport au filet femelle, sauf qu'un défaut d'alignement angulaire supplémentaire ferait-passer la crête du filet mâle dans un creux de filet incorrect, vers le haut (voir figure 9b). Un défaut d'alignement angulaire supplémentaire ferait passer les deux crêtes du filet maie dans des pieds de filet femelle et le joint serait faussé#.La partie prolongée d'alignement selon l'invention empêche cet inconvénient. La figure 9 montre la longueur prolongée minimale théorique N de. l'élément .femelle, mesurée à partir de l'extrémité des filets de l'élément femelle et comprenant une longueur chanfreinée d'entrée à l'ouverture du raccord femelle 62 (voir figure 6), le contact entre l'élément maie 60 et l'élément femelle se produisant simultanément en trois points P1,,P'2 et P5.Le contact P5 entre l'élément mâle 60 et le bord de guidage du raccord femelle 62 empêche le#défaut d'alignement angulaire supplémentaire nécessaire pour que les filets s'entrecroisent ou se faussent. En pratique, le prolongement du raccord femelle serait plus long que M afin d'empocher le joint d'atteindre un état possible d'entrecroisement. La longueur nécessaire M de la partie d'alignement du raccord femelle 62 dépend de l'intervalle radial X1 entre l'élément mâle 60 et le prolongement du raccord femelle, ainsi que de la forme des filets (voir figure 6).Pour illustrer le calcul de la valeur de M, on considère un joint d'accouplement mâle-femelle conforme à l'invention, présentant des filets en trapèze rectangle API, à raison d'au moins deux filets par céntimètre de pas axial, à titre d'exemple illustratif mais non limitatif. Cependant, la technique de calcul peut être appliquée à tous filetages coniques par la simple utilisation des paramètres nécessaires-qui définissent la forme du filetage concerné. Pour déterminer la valeur de M, on peut se référer aux figures 6 à 10 et aux symboles suivants, définis ci-dessous SYMBOLE DESCRIPTION X Diamètre minimal du tube, ou de l'élément mile 60, à l'extrémité la plus grande du c8ne fileté. xi Ecart radial maximal entre le tube 60 et le raccord femelle 62. X Diamètre extérieur de la fin du filetage de l'élément male 60 à la petite extrémité du cône, X3 Ecart radial entre l'extrémité du raccord femelle 62 et du tube 60 nécessaire pour permettre un entrecroisement. ZO Longueur de la prise des filets en position vissée et serrée à la main. Z Distance du triangle (A) au-dessus du sommet 1 du raccord femelle normalisé API en position serrée à la main. Z2 Longueur du chanfrein d'entrée du filetage sur le raccord femelle 62. Z3 Distance de vissage serré à la main. Z4 Longueur du chanfrein d'entrée au sommet du prolongement du raccord femelle conformément à la présente invention. Z5 Distance de prise de l'élément mâle nécessaire pour permettre l'inclinaison d'angle minimal d'entrecroisement SYMBOLE DESCRIPTION Z6 Chevauchement minimal des filets nécessaires pour amorcer un entrecroisement. Z7 Chevauchement des cônes filetés en position d'entrec#roisement à l'angle minimal. A Distance de la position du triangle API (#) au-dessus de l'extrémité de l'élément mâle 60 (dans un raccord normalisé API, le bas du losange se trouve à l'extrémité de l'élément femelle dans. un joint complètement vissé). E Diamètre primitif du filet (dans le cas d'un filetage trapézoïdal, mesuré; à mi-distance entre le grand diamètre du filet, à la grande extrémité du cone, et le petit diamètre du filet, à la petite extrémité du cône). N Distance de l'extrémité de l'élément mSle à la position E. M Longueur ajoutée minimale du prolongement du raccord femelle. Pi Désigne la position du point i sur l'élément mile 60 ou l'élément femelle 62. P'i Désigne la position du point i après rotation de l'élément mile dans le plan du dessin. R Distance entre les points d'entrecroisement P1 et P'2 des filets. S Distance parcourue par le point P2 en tournant sur l'angle 0 jusqu'd la position P'2. K Conicité du filetage, cgest-d-dire variation du rayon par unité de longueur (possède une valeur égale à la moitié de la conicité diamétrale). Angle définissant la distance d'embottement de l'élément mSle dans les filets femelles. 6 Angle minimal d'entrecroisement. W Longueur minimale nécessaire as alignement pour éviter l'entrecroisement, mesurée à partir du bord de guidage du raccord femelle 62 (en P par exemple) jusqu'au bas du chevauchement cane des filets dans la position d'entrecroisement d'angle minimal. La figure 6 montre l'élément mâle 60 et le raccord femelle 62 dans une #position vissée, serrée à la main, et on définit la longueur Z0 de vissage des filets, avec serragè à la main, telle que Z A ~ Z1 ~ Z2 o 1 2 (I) La figure 7 montre l'élément male 60 logé dans l'élément femelle 62, en contact conique complet, mais sans prise des filet#s. L'état de la figure 7 est celui illustré sur la figure 6, l'élément mâle étant reculé d'une distance Z3. La figure 8 montre l'élément mSle 60 davantage tiré vers l'extérieur de l'élément femelle 62 sur une distance Z5 afin d'établir un jeu radial suffisant X3 entre l'élément mâle et l'élément femelle, nécessaire pour l'entrecroisement des filets. La figure 9 montre l'élément mile 60 tourné sur un angle o tel que l'élément mâle est en contact avec le raccord femelle 62 en deux points P1 et P'2, dans un état tel qu'un entrecrôisement peut se produire lorsque l'on fait tourner l'élément mSle autour de son axe longitudinal pour tenter de visser le joint. Le point P3 de l'élément mâle a également été tourné jusqu'en P'3. L'angle minimal d'entrecroisement e peut Autre déterminé de la manière suivante. D'après le triangle P1, P2 et P'2 de la figure 9, où O est très petit, on déduit S = 2R sin (e/2), (2) par conséquent Pour des triangles similaires P1, P3, P2, et P2, P'2, P4 (un point de l'élément femelle fixe) sur les figures 9 et 9C, on a où Z7 = A - (Z1 + Z2 + Z3 + Z5) et X3 = 2kZ5. Toutes les quantités de l'équation (4) sont connues d'après la géométrie du raccordement, sauf Z5. En remplaçant Z7 et X3 dans l'équation (4) et en revoyant la disposition, on obtients quation du second degré (Z5) - T1Z5 + T2 = 0 (5) où et Les constantes T1 et T2 sont des facteurs de forme qui définissent la forme des filets et l'angle du cône. Chacune des valeurs k, A, Z1, Z2 Z3 et X2 se trouve aisément pour tout accouplement de tubage par filets trapézoldaux API normalisés, par exemple. La valeur de Z6 pour une forme de filet donnée peut dtre aisément calculée d'après la géométrie connue de la forme. Une analyse d'échantillon concernant Z6 est donnée ci-dessous. L'équation (7) possède-deux-(2 > solutions mathématiques, la solution intéressante étant L'équation (8) étant résolue pour Z5, l'angle ss est aisément déterminé par remodelage de l'équation (4) sous la forme D'après le triangle P2, P'2, P4 de la figure 9C, on a S = Z6/cos ss, (io) et d'après le triangle P1, P3, P2 de la figure 9, on a R = Z7/sin (3. (11) S et R étant connus, on peut déterminer e à l'aide de l'équation (3). L'angle minimal 0, auquel un entrecroisement du filet peut se produire, étant déterminé, la longueur minimale d'alignement W, c'est-à-dire la plus courte distance de l'extrémité de l'élément mâle incliné dans la configuration d'entrecroisement minimale au bord d'alignement P5 (voir figure 9), nécessaire pour éviter l'entrecroisement des filets, peut être trouvée. D'aprds le triangle P6, P7, P8 de la figure 9, on a où X1 est l'intervalle radial maximal entre l'élément mSle 60 et le tronçon prolongé d'alignement du raccord femelle 62. L'intervalle X1 est égal à la somme du jeu radial admissible minimal et des tolérances admises pour 2;'élément maie (tube) et le raccord femelle. La longueur minimale demandée d'alignement w étant connue, la longueur prolongée minimale M du raccord femelle mesurée à partir du sommet des filets de l'élément femelle jusqu'd l'extrémité du raccord et englobant le chanfrein d'entrée, peut être déterminée. M = W - A + Z1 + 33 + Z4 + Z5 (13) La figure 10 est un schéma montrant une crête de filet et notamment la forme de la crête par rapport à l'inclinaison du cane OC et à l'axe du raccord ou du tube. La lettre j indique un filet male (p) ou un filet femelle (b). La géométrie et le calcul sont essentiellement les mêmes pour les deux filets, mais les valeurs numériques des divers termes peuvent différer. Tous les angles B0 (entre l'axe du tube et la conicité à laquelle les crêtes sont parallèles, c'est dire la moitié de l'angle au sommet du c8ne) Bj1 (entre le bord avant du filet et une perpendiculaire à l'axe du filet) et Bj2 (entre le bord arrière du filet et une perpendiculaire à l'axe) sont connus d'après les filets trapézoldaux API normalisés, par exemple. Les rayons de courbure rj1 et rj2 sont également connus d'après les filets API normalisés. Pour une crête de filet femelle, ils peuvent être identiques. La figure 10 montre que les angles Aj1 et Ajz sont iden- - tifiés aux bords de la crête. Ainsi et, par conséquent Xj = rj1tg Aj1 (15) De plus et Yj = rj2tg Aj2 (17) Lorsque les valeurs maximales de rj1 et rj2 sont utilisées dans les tolérances de ces quantités, les valeurs maximales de Xj et Yj, à savoir Xjmax et Yjmax, respectivement, sont obtenues Zj = Qj - Fj(tg Bj1 + tg Bj2) (18) où Qj est la longueur du filet le long de la ligne primi- tive LP (la ligne parallèle à la ligne d'obliquité et positionnée à mi-distance entre la crête et le pied du filet), et F. est la demi-hauteur du filet. Qj et Fj 3 sont connus d'après les filets normalisés. Lorsque la valeur minimale de Qj est comprise dans les tolérances de cette quantité, la valeur minimale de Z1, à savoir est estobtenue.La valeur Ljmin, à savoir la valeur minimale de Lj, qui est la- distance entre les points de tangence aux rayons sur la crête, est alors donnée par Ljmin = Zjmin - Xjmax - Yjmax. (19) Le calcul ci-dessus peut être utilisé pour déterminer Lpmin et Lbmin pour les filets miles et les filets femelles, respectivement. On a alors Z6 = Lpmin + Lbmin (20) pour le chevauchement minimal des filets,-nécessaire à l'entrecroisement. Pour différentes formes de filets, des analyses similaires permettent d'obtenir les valeurs de Z6. L'invention concerne donc un raccord a alignement automatique, dans lequel deux éléments peuvent être reliés l'un à l'autre par vissage. Un premier élément présente des filets extérieurs et une surface extérieure qui est espacée axialement des filets extérieurs. L'autre élément porte des filets intérieurs et une surface intérieure de guidage qui est espacée axialement des filets intérieurs. Le second élément reçoit le premier élément de manière que la surface intérieure coopère avec la surface' extérieure pour limiter l'orientation en rotation entre les deux éléments afin que, lorsque les filets extérieurs et inéoieurs entrent en contact et en prise, ils ne puissent être faussés. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées a l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION Appareil pour raccorder des éléments tubulaires de tous diamètres, tout en empechant les filets d'être entrecroisés ou faussés, caractérisé en ce qu'il comporte un premier élément tubulaire (60) présentant des filets extérieurs coniques vers une première extrémité, une surface extérieure sensiblement cylindrique de ce premier élément tubulaire étant décalée axialement par rapport aux filets extérieurs et sur le caté opposé de ceux-ci par rapport à ladite première extrémité, un second élément tubulaire (62) comportant des moyens de guidage globalement circulaires vers une première extrémité, le second élément tubulaire comportant en outre des filets intérieurs coniques globalement complémentaires des filets extérieurs et décalés axialement par rapport aux moyens de guidage, la relation suivante étant satisfaite ( W = (X1 + (1/2)X3 + kZ6)/tge dans laquelle W est la distance entre les moyens de guidage et l'extrémité des filets extérieurs éloignée des moyens de guidage lorsque les filets extérieurs sont disposés de façon à juste éviter l'entrecroisement avec les filets intérieurs, 8 est l'angle minimal de défaut d'alignement entre les premier et second éléments pour l'entrecroisement des filets, X1 est l'intervalle radial maximal entre les premier et second éléments lorsqu'ils sont mutuellement alignés, X3 est l'intervalle radial entre le premier élément et les moyens de guidage lorsque l'angle de défaut d'alignement est 9, k est la conicité des filets et Z6 est le chevauchement minimal des filets intdrieuzs et extérieurs, nécessaire pour amorcer un entrecroisement.