Brevet FR2550968A1 — publié le 19850301

DISPOSITIF D'INTERVENTION DANS DES CANALISATIONS La presente invention concerne un equipement mecanique articulé destiné à être introduit et à circuler par ses propres moyens dans des canalisations immergées ou non, et destiné a y assurer des interventions diverses de surveillance, de controle, etc...à l'aide d'outils portés par cet équipement. De longue date le probleme de nettoyage et d'inspection de canalisations a eté abordé dans l'industrie, en particulier en matiere de pipelines et autres conduites d'adduction. Dans ce cas il s'agit essentiellement de "mobiles", libres, formant en quelque sorte bouchon dans le pipeline, qui sont propulsés (soufflés) par une circulation forcée. On sait également envoyer à l'intérieur de canalisations des véhicules automoteurs reliés ou non par des cables d'instrumentation, video etc.. (ou ombilics) à 11 intérieur de canalisations. Ces systèmes ne marchent cependant que lorsque les canalisations sont de longueur limitée et qu'elles ne comportent qu'un nombre réduit de coudes.Dès que les cables touchent les parois les frottements interdisent trés vtte toutes les possibilités de déplacement. La présente invention a pour but de présenter un équipement d'intervention qui s'affranchisse de ces astreintes (utilisation d'un fluide pousseur), et capable de progresser a l'intérieur de canalisations de grande longueur, possèdant des coudes multiples; où les ombilics ne viennent en aucun cas frotter de façon significative contre les parois. Cet équipement d'intervention est- caractérise en ce qu'il comporte un oÙble systeme de guidage, a savoir: - une tige flexible résistante centrale (ou câble résilient) sur laquelle se déplacent des chariots automoteurs ou non, qui jouent plusieurs rôles: celui de centreurs de cette tige flexible, celui de vecteurs portes-cables d'alimentation, celui de vecteur porte-outils d'intervention ou de controle; - les chariots et le chariot de tête qui centrent de proche en proche le câble en se centrant eux mêmes dans la canalisation par jeux de galets. il est caractérisé aussi en ce que ces chariots se déplacent alternativement en va et vient par rapport à la tige flexible; que l'un sinon plusieurs de ces chariots possedent éventuellement des organes télécommandés de bridage sur la face intérieure de la canalisation; que certains des chariots possedent un moteur d'entrainement dont ta sortie prend appui sur la tige flexible. Selon certaines réalisations avantageuses: a) ces chariots sont maintenus equidistants et forment un train se déplaçant alternativement en va et vient par rapport la tige flexible au fur et mesure de l'introduction de ltequipement dans la canalisation. b) cet appareillage est équipé en tete d'un chariot tracteur muni d'un système de bridage dans la canalisation. Cet appareillage est caractérisé également en ce qu'il comporte: - des chariots non motorisés, montés intercalés avec les premiers, simplement destinés centrer la tige flexible et a supporter les câbles d'alimentation des outils divers de controle ou d'intervention, - des outillages annexes de manutention facilitant l'introduction et le positionnement du systeme dans la canalisation, - diverses combinaisons d'outils interchangeables se montant sur ou entre le chariot tracteur et les équipages. Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail a l'aide de figures représentant seulement un mode d'exécution. Compte tenu des diverses missions envisagées, il ntest pas question de décrire tous les types d'appareillages; on se limitera au principe même de l'invention, a savoir des équipages automoteurs circulant sur un câble d'acier central. Ce dispositif automoteur d'intervention est utilisable pour des diamêtres D pouvant être inférieurs à 180- mm) et avec des rayons de courbure aussi faibles L tatt 1etrayna de courbure de teau du time)* Cinématique de fonctionnement (figures la,b,c,d,e,f): la tige flexiblede guidage 901 est introduite dans la canalisation 902, elle est munie en tete de son chariot tracteur 903 (fig.la). L'engagement se fait sur une longueur donnée L, déterminée par la configuration de la canalisation de façon que la tige (ou le câble résilient) ne vienne pas au contact, puis le chariot 903 se bride par vérins 904 dans la canalisation.Un premier équipage 905 est monté.sur le câble 901 (fig.lb), et il est relié au suivant par une gaine 906 coulissante sur le câble 901 servant à les maintenir équidistants. Ces équipages automoteurs 905 circulent sur le câble 901 jusqu a rejoindre le chariot 903 (fig.1c)-. Pour les faibles diamêtres de canalisation, cette tige flexible sera une corde à piano. Cette opération par avances successives se répète tout au long de la canalisation à inspecter '(fig.ld,e,f): la dernière gaine 906 débouchant à l'extérieur est maintenue en position pendant que le chariot tracteur 903, aidé par les moteurs des équipages 905, engage le câble 901 d'une nouvelle longueur donnée L. Un équipage supplémentaire 905 est monté, relié aux autres par la dernière gaine débouchante, et l'ensemble rattrape le chariot tracteur bridé dans la canalisation. L'ensemble de l'appareillage se compose donc dlune part d'un tambour 907 de stockage du câble 901 avec ses gaines coulissantes 906, d'une capacité compatible avec le type et la longueur de la canalisation à inspecter, et d'autre part du chariot tracteur 903 associé à un nombre déterminé d'équipages 905. Ce système d'avance assure en permanence le centrage du câble dans la canalisation, ce qui supprime les problemes de blocage par frottement et réduit les forces de résistance au niveau des galets des équipages. Le fait que le câble soit tenu à ses deux extrémités, par chariot tracteur bridé et sur le tambour, évite son flambement lors de la circulation des équipages. Description des équipages automoteurs (figures 2a,b,c): L'équipage automoteur 905 se compose principalement d'une couronne de flottaison 910 porteuse de trois trains 920 à deux galets, rigidifiée par deux âmes métalliques 911 servant de logement au bloc moteur 915. Les deux âmes 911 de la couronne ballast 910 ménagent entre elles un logement où vient se fixer sur des pattes 912 le bloc moteur 915. Celui-ci est constitué d'un motoréducteur 916 qui commande deux jeux de pignons 917 venant engrainer sur le câble 901. Afin de permettre le montage de ltéquipage sur le câble, l'ensemble couronne- mes-bloc moteur est fendu en 913. Sur sa face extérieure, la couronne de flottaison 910 comporte trois logements 914 recevant les trains de roulements 920. Chaque train 920 comprend deux galets omnidirectionnels 921 tenus en chappe 922 par leur axe 923. Deux chappes 922 sont montées articulées sur leur axe 924 en opposition dans chaque logement 914, et sont reliées entre elles par un système d'amortissement composé d'un axe à butée 925 portant deux ressorts. L'amplitude des mouvements des galets l'un par rapport à l'autre ou par rapport à la couronne de flottaison permet de franchir des coudes pour R=D, mais aussi d'encaisser d'éventuelles déformations ou des dépots dans la canalisation. Lorsqu'un équipage est fixé par les pignons 917 sur le câble 901, il est relié aux équipages amont et aval par des gaines 906 qui viennent se visser par l'intermédiaire de détrompeurs 918. Ces gaines maintiennent un écartement constant entre les équipages, et rigidifie le câble central pour en diminuer les risques de flambage. Description d'un système de "béquillage": Le dispositif d'intervention peut être aménagé pour permettre l'inspection de canalisations pourvues de puisards, et, dans une certaine mesure, de circuits comportant des embranchements en Y ou en T, etc... Pour ce faire, le dispositif, celui ci doit pouvoir négocier le "saut" de ces obstacles, et éventuellement choisir sa direction dans le cas d'embranchements en Y. A cet effet (figure 3a,b,c,d), le chariot de tête 903 porte une caméra vidéo de surveillance, et est équipé de part et d'autre de "béquilles" 930 chargées d'augmentér la longueur de l'équipage au passage des piquages. Chaque béquille se compose de trois pieds 932, articulés sur un poignet 931, munis de roulettes omnidirectionnelles 933. Lors d'un franchissement, le déploiement des roulettes au contact de la canalisation s'effectue par un système à tringle et vis sans fin 934. Dans une section normale de canalisation, les béquilles sont en position repliée, et les poignets laissés libres (fig.3a) afin de permettre le passage dans les coudes. Dans une section droite précédent un piquage, les pieds sont déployés et les poignets verrouillés dans l'axe (fig.3b). Pour des embranchements en Y, le choix de la direction peut être réalisé par pne commande d'orientation des poignets. REVENDICATIONS Revendication 1: Dispositif automoteur d'intervention dans des canalisations, centré dans celles ci par un train d'équipages venant en appui mais sans frottement contre la face intérieure des canalisations, possèdant des cables de commandes, de controle, d'observation, etc .. qui en aucun moment ne viennent frotter sur la canalisation considérée, caractérisé en ce qu'il comporte une tige flexible centrale relativement résistante au flambage et capable de négocier les coudes des canalisations, ainsi que des équipages lesquels se déplaçent ou sont déplacés sur cette tige flexible. Revendication 2: Dispositif selon où 1, où étant progressivement immergé dans un liquide emplissant la canalisation, il est rendu en équilibre indifférent par rapport au milieu dans lequel il est immergé. Ceci peut être réalisé par l'adjonction de flotteurs à différents composants. Revendication 3: Dispositif selon 1 ou 2, où l'introduction et la progression du dispositif à l'intérieur d'une canalisation, se fait par une série de mouvements en va et vient des équipages par rapport à la tige flexible avec blocage alterné de la tige ou du train des équipages à partir de la face d'entrée. Revendication 4: Dispositif selon 1, 2 ou 4, où certains, voire la totalité des équipages, sont équipés d'un moteur commandant des galets ou des pignons prenant force et appui sur la tige flexible. Revendication 5: Dispositif selon 1, 2 ou 4, où certains équipages sont pourvus d'un système télécommandé de bridage dans la canalisation. Revendication 6: Dispositif selon 1, 2 ou 4, où l'équipage de tête est pourvu d'un système permettant de franchir des piquages annexes et éventuellement de prendre une direction choisie (système dit de béquillage).