Brevet FR2557194A1 — publié le 19850628

Raccord rapide pour tube prolongateur de forage pétrolier La présente invention a pour objet un raccord rapide en particu- lier pour les éléments d'un tube prolongateur pour le forage pétrolier en mer. Le forage des puits de pétrole et de gaz dans le fond marin au large des côtes est effectué à partir de plates-formes fixes ou flottantes ou de batiments flottants. Pour effectuer ces opérations, il est nécessaire de relier le plancher de forage situé en surface avec le fond de la mer par un tube prolongateur fréquemment appelé "riser". Ce tube constitué de nom- breux éléments assemblés bout à bout sert principalement à canaliser les boues de forage et guider les tiges de forage. Pour la liaison de ces éléments, on utilise notamment des rac- cords du type à baïonnette comportant un anneau de verrouillage disposé à l'extérieur des éléments à raccorder du tube prolongateur. L'invention propose donc un raccord rapide comprenant un élément tubulaire femelle et un élément tubulaire mâle s'emboitant l'un dans l'autre, un anneau de verrouillage muni d'une couronne de tenons qui coopè- re avec une couronne de tenons prévue sur l'un des éléments tubulaires et des organes pour exercer dans la direction axiale une précontrainte de ser- rage entre les deux éléments tubulaires et l'anneau de verrouillage, ce rac- cord étant caractérisé en ce que l'élément tubulaire femelle et l'élément tubulaire mâle ménagent entre eux une gorge annulaire ouverte à sa partie supérieure et limitée à sa partie inférieure par une portée axiale réalisée sur le pourtour de l'un des éléments tubulaires, ladite gorge ayant une di- mension suffisante pour permettre l'introduction de l'anneau de verrouil- lage. L'invention sera explicitée de façon purement indicative au cours de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe verticale du raccord conforme à l'inven- tion, dans sa position de déverrouillage; - la figure 2 est une vue en coupe verticale du raccord dans sa position verrouillée. Sur les figures montrant un exemple de raccord rapide selon l'in- vention pour un tube prolongateur utilisé dans le forage pétrolier en mer, on a représenté la partie inférieure 1 et la partie supérieure 2 du tube prolongateur, sur lesquelles sont raccordés, par tout moyen approprié, par exemple par soudure, les deux éléments tubulaires (3, 4) du raccord. 2557 1 94 Ces deux éléments tubulaires (3, 4) s'emboitent l'un dans l'au- tre, cet emboitement étant limité par un épaulement 5 prévu à l'intérieur de l'élément femelle 3 et l'étanchéité assurée par des joints 6. Les éléments tubulaires (3, 4) comportent des brides (7, 8) pour la fixation à la partie inférieure et à la partie supérieure du tube prolon- gateur, des lignes périphériques 9 qui équipent de façon tout à fait classi- que lesdits tubes. L'élément tubulaire femelle 3 et l'élément tubulaire mâle 4, s'em- boitant l'un dans l'autre, ménagent entre eux une gorge annulaire 10 qui est limitée à sa partie inférieure par une portée axiale 11 prévue sur le pourtour extérieur de l'élément mile 4. L'élément tubulaire femelle 3 com- porte intérieurement une couronne de tenons 12. Dans la gorge annulaire 10 est introduit un anneau de verrouillage 13 muni à sa partie inférieure et extérieurement d'une couronne de tenons 14. La face supérieure de l'anneau de verrouillage 13 comporte des dentures 15 coopérant avec des dentures pré- vues au-dessous d'une bague 16 qui entoure l'élément tubulaire mile 4 et qui est en appui sur le rebord de l'élément femelle 3. Le raccord comporte également des organes 2, désignés par la réfé- rence 20, uniformément répartis autour de l'élément tubulaire mâle 4 et as- surant le blocage dudit raccord en position verrouillée. Chaque organe de blocage 20 est constitué par une vis 21 montée libre en rotation sur une semelle 22 fixée au-dessous de la bride 7. La se- melle 22 comporte un pan incliné 23 et la vis 21 entraîne en translation une cale biaise 24 qui glisse entre le pan incliné et la bague 16. Le montage et le verrouillage du raccord s'effectuent de la maniè- re suivante: L'élément tubulaire mâle 4, sur lequel ont déjà été placé l'an- neau 13 et la-bague 16, est emboité dans l'élément tubulaire femelle 3, jus- qu'en appui sur l'épaulement 5 (figure 1). Les tenons 14 de l'anneau 13 pas- sent entre les tenons 12 de l'élément tubulaire femelle 3. L'anneau 13 repo- se sur la portée axiale 11 et le jeu entre les tenons (12, 14) est suffi- sant pour permettre à l'anneau 13 de tourner librement dans la gorge annu- laire 10. Ensuite, on tourne la bague 16 d'une fraction de tour pour entrai- ner en rotation, par l'intermédiaire des dents 15, l'anneau 13 de telle ma- nière que les tenons 14 viennent se positionner au-dessous des tenons 12. Les organes de blocage 20, étant toujours en place, on tourne successive- ment les vis 21 entraînant en translation les cales biaises 24 dans le sens indiqué par la flèche 30 sur la figure 2. Cette translation applique, par l'effet de coin des cales biaises 24, d'une part une poussée axiale dirigée vers le bas sur l'élément tubulaire femelle 3 par l'intermédiaire de la ba- gue 16 et d'autre part une poussée axiale dirigée vers le haut sur l'élé- ment tubulaire mâle 4 par l'intermédiaire des semelles 22 et de la bride 7. L'anneau 13 se trouve coincé dans la gorge 10 entre les deux élé- ments tubulaires (3, 4) et immobilisé dans cette position de verrouillage par les couronnes de tenons (12, 14). Le verrouillage du raccord est donc réalisé. Le déblocage s'effectuera en desserrant les cales biaises 24 et le désaccouplement par rotation d'une fraction de tour de l'anneau 13. Cette disposition permet un minimum d'opérations d'usinage des différents éléments et forme un ensemble compact dans lequel l'anneau tour- nant de verrouillage est bien protégé entre deux pièces massives, ce qui permet de diminuer les dimensions de l'anneau et par conséquent l'encombre- ment du raccord, tout en permettant un accès facile aux joints d'étanchéi- té. Par ailleurs, elle permet également une bonne répartition de la charge autour de la circonférence des éléments tubulaires, et de contrôler très fa- cilement les zones à forte contrainte. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit notamment en ce qui concerne les or- ganes pour assurer une précontrainte de serrage, sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Raccord rapide, en particulier pour les éléments d'un tube-pro- longateur utilisé pour le forage pétrolier en mer, comprenant un élément tu- bulaire femelle et un élément tubulaire mâle s'emboitant l'un dans l'autre, un anneau de verrouillage muni d'une couronne de tenons qui coopère avec une couronne de tenons prévue sur l'un des éléments tubulaires et des orga- nes pour exercer dans la direction axiale une précontrainte de serrage entre les deux éléments tubulaires et l'anneau de verrouillage, caractérisé par le fait que l'élément tubulaire femelle (3) et l'élément tu- bulaire mâle (4) ménagent entre eux une gorge annulaire (10) ouverte à sa partie supérieure et limitée à sa partie inférieure par une portée axiale (11) réalisée sur le pourtour de l'un des éléments tubulaires (3-4), ladite gorge ayant une dimension suffisante pour permettre l'introduction de l'an- neau de verrouillage (13). 2. Raccord rapide selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couronne de tenons (14) de l'anneau (13) est prévue à la partie inférieure et extérieurement audit anneau, et la couron- ne de tenons (12) de l'un des éléments tubulaires (3-4) est prévue à la par- tie supérieure et intérieurement à l'élément tubulaire femelle (3). 3. Raccord rapide selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la face supérieure de l'anneau de verrouillage (13) comporte des dentures (15) coopérant avec des dentures réalisées sur une bague (16) pour l'entrainement en rotation dudit anneau. 4. Raccord rapide selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la bague (16) est en appui sur l'élément tubu- laire femelle (3). 5. Raccord rapide selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé par le fait que les organes (20) exerçant la précontrainte de serrage sont chacun constitués par une cale biaise (24) qui se déplace entre deux surfaces d'appui en regard, respectivement associées à l'élément femelle (3) par l'intermédiaire de la bague (16) et à l'élément male (4) par l'intermédiaire d'une semelle (22) comportant un pan incliné (23). QUATRE PAGES CREUSOT-LOIRE