Brevet FR2568979A1 — publié le 19860214

Assemblage télescopique perfectionné pour réparer des canalisations sous-marines posées à de grandes profon- deurs. La présente invention se rapporte à un assemblage télescopique qui permet de maintenir en place, par un blo- cage rapide, facile, économique, efficace et suffisant, deux parties télescopiques, facilitant ainsi la répara- tion des canalisations sous-marines, même lorsqu'elles sont posées à de grandes profondeurs. Il est bien connu que le cycle des opérations né- cessaires pour réparer une canalisation sous-marine en- dommagee, comprend l'enlèvement de la partie endommagée de la canalisation, l'assemblage étanche d'un manchon ex- térieur sur chacune des extrémités sectionnées de la cana- lisation, puis l'assemblage des extrémités jointives de la canalisation au moyen d'une partie intermédiaire de tube, préparée à la surface et bloquée de manière étanche entre les manchons. Cependant, afin de pouvoir compenser les erreurs inévitables de mesure de distance entre les extré- mités sectionnées, cette partie intermédiaire de tube doit nécessairement comprendre un assemblage télescopique qui doit être maintenu en place de manière étanche, lorsque la partie intermédiaire a été introduite et bToquée sur les deux manchons d'extrémité. Divers types d'assemblages télescopiques utilisés pour réparer des canalisations sous-marines sont déjà bien connus de l'homme de l'art. Ces assemblages télescopiques connus, qui sont constitués sensiblement de deux parties cylindriques capa- bles de coulisser l'une dans l'autre et qui doivent être bloqués de manière étanche lorsqu'ils sont placés correc- tement dans le sens axial, ont tous en commun la caracté- ristique de comprendre des éléments compliqués d'étanchéi- té et d'anti-glissement qui sont à commande hydraulique. Ils présentent donc tous le double inconvénient d'être compliqués et, par conséquent, coûteux, et de former un joint étanche insuffisant en raison de sa très faible longueur, ce joint étanche se limitant seulement aux points spécifiques auxquels on fait agir les éléments d'étanchéité. L'objet de la présente invention est d'éviter les inconvénients ci-dessus mentionnés en fournissant un assem- blage télescopique économique qui permet un blocage rapide, facile et efficace de ses deux parties télescopiques dans des conditions d'étanchéité, ce qui est l'essentiel pour permettre la réparation de canalisations sous-marines po- sees à de grandes profondeurs. Le blocage efficace de la partie intérieure et de la partie extérieure de l'assemblage télescopique dans des conditions d'étanchéité, est réalisé sensiblement à l'aide du procédé d'assemblage décrit dans la précédente demande de brevet déposee en France le 5 mai 1981 sous le n0 8 108 927. Le principe appliqué est le suivant: on peut pro- duire entre deux tubes coaxiaux un arc-boutement qui cree entre eux une pression telle qu'elle assure à la fois un joint étanche efficace le long de la zone entière de con- tact, et une résistance élevée aux poussees ou contraintes axiales et donc au coulissement ou glissement entre les deux tubes, en provoquant simplement une expansion radiale des deux tubes et en annulant ensuite la force d'expansion, à condition que le tube extérieur soit constitué d'un ma- tériau qui présente un degré de déformation élastique su- périeur à celui du tube intérieur, et ait une épaisseur qui lui donne une rigidité beaucoup plus grande que celle du fourreau intérieur. A cet effet, on a soudé sur la partie cylindrique intérieure coulissante de l'assemblage télescopique un fourreau annulaire qui constitue une chambre ou espacement annulaire avec cette partie cylindrique intérieure, ce fourreau étant constitué d'un acier dont la limite de dé- formation élastique est inférieure ou égale à la moitié de celle du manchon qui forme la partie extérieure de l'assemblage télescopique. De cette façon, on accouple les deux parties de l'assemblage télescopique et on les maintient en place par blocage en provoquant l'expansion radiale du fourreau annulaire contre la paroi intérieure du manchon rigide, cette expansion étant obtenue par l'introduction d'huile sous pression dans la chambre annulaire. On continue en- suite à provoquer cette expansion radiale jusqu'à ce que le manchon extérieur atteigne sa limite de déformation élastique, ce qui a comme conséquence une déformation per- manente importante du fourreau qui est beaucoup moins ri- gide que le manchon extérieur. Lorsqu'on diminue la pres- sion de l'huile, le rappel élastique différent des maté- riaux qui constituent le manchon et le fourreau, crée alors entre eux un arc-boutemnent résiduel qui assure une pression résiduelle de contact telle qu'elle fournit une résistance efficace au désaccouplement et un joint étan- che hermétique qui se prolonge sur toute la surface annu- laire du fourreau. Conformément c une modification de la présente in- vention, on peut augmenter la pression résiduelle de con- tact en maintenant une certaine pression à l'intérieur de la chambre ou espacement annulaire par les procédés les plus variés tels que l'injection de résines époxydes dans cette chambre. De même, afin d'empêcher que la partie cylindrique intérieure, sur laquelle est soudé le fourreau annulaire, ne se rompe pendant les opérations nécessaires pour réali- ser le blocage étanche, cette partie cylindrique intérieu- re est constituée d'un acier dont la lirlitle de déformation_ élastique est la plus élevée possible, tout en restant dans les limites d'une bonne soudabilité du matériau, et avec une épaisseur qui est augmentée au moi-ns dans la par- tie correspondant à la zone d'action du fourreau. Enfin, pour s'assurer que, quelle que soit la po- sition relative des deux parties télescopiques de l'assem- blage à la fin des réparations de la canalisation, il n'y a aucuneac-gweioen excessive du diamètre intérieur de la canalisation qui pourrait empêcher le glissement nécessai- re, à l'intérieur de la canalisation, des appareils connus sous le nom de "râcleurs", c'est-à-dire des chariots équi- pés pour la radiographie des soudures panoramiques et pour le contrôle des caractéristiques mécaniques de la canali- sation, le manchon de l'assemblage est pourvu d'un tube intérieur qui est soudé coaxialement à l'une de ses extré- mités et qui joue le rôle de guide de glissement pour la partie cylindrique intérieure de l'assemblage télescopi- que. Ce tube intérieur est constitué du même matériau et a les mêmes dimensions que la canalisation sur laquelle doit être effectuée la réparation. Ainsi, l'assemblage télescopique utilisé pour ré- parer une canalisation sous-marine posée à une grande pro- fondeur, cet assemblage étant constitué d'une partie cy- lindrique intérieure pouvant coulisser télescopiquement à l'intérieur d'un manchon extérieur rigide en acier à haute résistance à la traction, est caractérisé, suivant la pré- sente invention, en ce qu'un fourreau annulaire, constitué d'un acier dont la limite de déformation élastique est in- férieure ou égale à la moitié de celle du manchon extérieur, est soudé sur la partie cylindrique intérieure afin de créer avec cette dernière une chambre ou espacement annu- laire qui peut être expansé radialement au moyen d'une pression, cette partie cylindrique intérieure étant guidée télescopiquement par un tube intérieur constitué du même matériau et ayant les mêmes dimensions que la canalisation sous-marine à réparer, et soudé coaxialement et intérieu- rement à l'une des extrémités du manchon extérieur. Suivant un exemple préféré de réalisation de la présente invention, au lieu de comporter une surface in- térieure de section constante régulière, le manchon col- orend une surface intérieure dont le profil, dans le sens axial, présente une succession d'encoches et de dents. Cet usinage supplémentaire, qui ne soulève pas cependant de grandes difficultés car il peut être réalisé au niveau de la surface avec tout le matériel et le confort nécessaires, a pour résultat le double avantage important d'une résis- tance plus efficace aux poussées axiales et des coûts moindres de fonctionnement. Ceci est dû au fait que, pendant l'expansion, la déformation permanente importante fait pénétrer le fourreau dans les encoches de sorte que ce fourreau reste efficace- ment bloqué mécaniquement avec une très grande résistance à la poussée axiale qui n'est plus fonction seulement du frottement créé par la pression résiduelle de contact, comme cela se produit dans le cas d'un manchon à section constante. En outre, on n'a plus besoin de procéder à un usinage soigné du fourreau au tour afin d'enlever complè- tement le cordon extérieur de soudure dont la présence nuirait au joint étanche, car ce cordon se déforme plas- tiquement contre le bord des dents et il ne nuit pas à l'étanchéité parfaite du joint. Un usinage soigné au tour, qui est une opération longue et donc coûteuse, est ainsi inutile. La présente invention sera bien comprise à la lec- ture de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 est une vue arrachée en perspective d'un assemblage télescopique suivant la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'assemblage de la figure 1; et - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un assemblage suivant la présente invention, les deux parties télescopiques étant déjà hermétiquement bloquées l'une sur l'autre. Sur les figures, la référence numérique 1 désigne le manchon rigide extérieur de l'assemblage télescopique. Ce manchon, qui est constitué d'un acier à haute résis- tance à la traction et à limite élevée de déformation élastique, comporte une surface intérieure 2 dont le pro- fil, dans le sens axial, présente une succession d'enco- ches 3 et de dents 4 en alternance. A l'intérieur et sur une extrémité 2' du manchon 1, on a soudé coaxialement un tube intérieur 5 qui est cons- titué du même matériau et a les mêmes dimensions que la canalisation qui doit être réparée. Ce tube joue le rôle de guide axial de glissement pour la partie cylindrique intérieure 6 qui coulisse télescopiquement à l'intérieur du manchon 1. Cette partie cylindrique intérieure 6, sur laquelle on a fixé un fourreau annulaire 8 au moyen de deux soudures annulaires 7 et 7' afin de former avec la partie cylindri- que une chambre ou espacement annulaire 9, est constituée d'un acier dont la limite de déformation élastique est la plus élevée possible, tout en restant dans les limites de soudabilité correcte des soudures 7 et 7', et avec une épaisseur qui est augmentée dans sa partie 6' qui coopère avec le fourreau 8. Enfin, le fourreau annulaire 8, qu'une expansion radiale obtenue par l'introduction d'huile sous pression dans la chambre annulaire 9, en passant par la conduite 10, fait pénétrer et fluer entre les encoches 3 du man- chon 1 (voir en particulier la figure 3), est constitué d'un acier dont la limite de déformation élastique est in- férieure ou égale à la moitié de celle du manchon 1 et avec une épaisseur qui est déterminée algébriquement, se- lon des formules connues, de manière telle que la pression créée par l'arc-houtement résiduel entre le manchon 1 et le fourreau 8, soit voisine de la pression maximum que peut supporter le fourreau sans se rompre. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. R E V E N D ICAT IONS 1. Assemblage télescopique pour réparer une cana- lisation sous-marine posée à une grande profondeur, cet assemblage étant constitué d'une partie cylindrique inté- rieure pouvant coulisser télescopiquement à l'intérieur d'un manchon extérieur rigide en acier à haute résistance à la traction, caractérisé en ce qu'un fourreau annulaire, constitué d'un acier dont la limite de déformation élasti- que est inférieure ou égale à la moitié de celle du man- chon extérieur, est soudé sur 1a partie cylindrique inté- rieure afin de créer avec cette dernière une chambre ou espacement annulaire qui peut être expansé radialement au moyen d'une pression, cette partie cylindrique intérieure étant guidée télescopiquement par un tube intérieur cons- titué du même matériau et ayant les mêmes dimensions que la canalisation sous-marine à réparer, et soudé coaxiale- ment et intérieurement à l'une des extrémités du manchon extérieur. 2. Assemblage télescopique suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la partie cylindrique inté- rieure est constituée d'un acier dont la limite de défor- mation élastique est la plus élevée possible tout en res- tant dans les limites de soudabilité correcte au fourreau annulaire, et avec une épaisseur qui est beaucoup plus grande que celle du fourreau déformable, de sorte que la pression ne lui fait subir qu'une déformation négligeable. 3. Assemblage télescepique suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la chambre ou espacement annulaire est mis sous pression au moyen d'une résine épo- xyde qui, en se solidifiant ensuite, maintient cette pres- sion après que l'assemblage a été mis en place.. 4. Assemblage télescopique suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le manchon comporte une sur- face intérieure dont le profil, dans le sens axial, pré- sente une succession d'encoches et de dents.