Brevet FR2617571A1 — publié le 19890106

RECUPERATEUR HYDRAULIOUE DESTINE AU CHANGEMENT DE SONDES DISPOSEES DANS DES CONDUITES OU RESERVOIRS SOUS PRESSION L'invention concerne un dispositif pour le changement de sondes ou de capteurs qui sont vissés à l'intérieur de tuyaux de traitement, de réservoirs, etc, ces derniers étant sous pression. De façon plus spécifi- que, l'invention se rapporte à la conception, au mode de fonctionnement/principe fonctionnel d'un dispositif servant à faciliter le remplacement des sondes sans ôter la pression du réservoir ou du système de tuyauterie dans lequel est montée la sonde. Les sondes trouvent une utilisation répandue dans les industries du pétrole, du gaz et de transforma- tion pour mesurer et contrôler des phénomènes tels que des attaques dues à la corrosion dans les systèmes. En exemple, on peut citer les sondes ER ou LPR ou coupons de perte de poids qui sont vissés dans les tuyauteries de traitement, les têtes de puits, ou les systèmes d'injec- tion d'eau,etc. En utilisant un mamelon court fileté - (raccord d'accès) avec un filetage interne et un système d'étanchéité, on peut visser une sonde dans un tuyau de manière que celle-ci se trouve en contact direct avec l'agent ou milieu de traitement. Ces différents types de sondes et de coupons de perte de poids doivent tous deux être remplacés de façon relativement fréquente. Ceci en raison de la qualité variable et de la courte durée de vie des sondes et de l'inspection prévue des coupons de perte de poids. Pendant de nombreuses années, ces opérations de remplacement ont été effectuées à l'aide d'outils mécani- ques ou d'un appareil de récupération. Il peut s'agir en l'occurrence d'une vanne sphérique pouvant être vissée directement sur le mamelon sur lequel est fixée la sonde. Une barre intérieure, mobile et rotative axialement est alors vissée sur un récupérateur mécanique qui consiste en un double cylindre. La barre permet de visser et de dévi- sser des chevilles filetées dans et hors du mamelon. On peut alors mener la sonde à partir du double cylindre hermétique à travers la vanne sphérique jusque dans le mamelon ou inversement à partir du mamelon jusque dans le cylindre hermétique. Dès que la sonde a été menée à tra- vers la vanne jusque dans le cylindre du récupérateur, on peut fermer la vanne. Il est dès lors possible d'enlever le cylindre de récupérateur de la vanne et on peut prélever la sonde. Il est ainsi possible de fixer une nouvelle sonde sur la barre de guidage dans le cylindre de récupération, de visser le récupérateur avec la sonde sur la vanne qui est montée sur le mamelon de tuyauterie dans la position fermée, puis d'ouvrir la vanne sphérique vers le cylindre du récupérateur hermétique avec la sonde/cheville, et de ne guider à nouveau la sonde en po- sition que lorsqu'elle traverse la vanne sphérique. Dès que la sonde/cheville est complètement vissée, la cheville et le système d'étanchéité du mamelon sont actionnés de façon à permettre le dévissage du récupérateur et de la bague sphérique. Un inconvénient considérable avec ce système mécanique traditionnel réside dans l'extrême longueur du cylindre avec la barre, de façon typique de 1,8-2,0 m. Ceci impose des restrictions considérables dans l'utilisa- tion. Le manque d'espace a pour effet qu'il s'avère diffi- cile d'assurer l'entretien des mamelons qui sont à proxi- mité d'autres tuyaux, à proximité de plates-formes/plan- chers ou toitures,etc. L'unité de cylindre mobile avec sa barre représente également un danger en ce que les mouve- ments ou actions brusques provoquées par le manque de com- pensation de pression dans le récupérateur risquent de blesser l'opérateur. Une autre difficulté réside dans le poids considérable de ces unités. Il en résulte que le transport à proximité de l'installation et le fonction- nement constituent tous deux des tâches pénibles. La présente invention se rapporte à un nouveau type de récupérateur qui repose sur un principe de fonc- tionnement hydraulique. Contrairement au récupérateur classique celui-ci ne nécessite aucune barre intérieure munie d'une articulation mécanique vers l'extérieur pour faire tourner ou pour visser ou dévisser mécaniquement des chevilles avec des sondes sur le mamelon. A cet effet, la cheville et la sonde sont appliquées vers le mamelon ou hors du mamelon sur le cylindre récupérateur grâce à l'écart de pression hydraulique. La cheville est fixée sur le mamelon de façon à rendre inutile la rotation. La cheville conjointement avec la sonde sont dotées de bagues d'étanchéité de sorte que l'écart de pression hydraulique est suffisant pour pousser la sonde avec la cheville dans et hors du mamelon. Ceci est montré sur les figures 1A,1B,1C,1D et 1E données à titre d'exemple. Position 1: Celle-ci montre une coupe transversale d'une cheville cylindrique munie d'une sonde, équipée de bagues d'étanchéité sur le mamelon qui est soudé sur la paroi du tuyau. Le trou cylindrique -dans le mamelon ainsi que la sonde avec la cheville sont taraudés de sorte que la partie la plus à l'extérieur présente un diamètre plus grand que la partie la plus à l'intérieur. Lors de l'in- troduction, l'ensemble cheville/sonde est positionné de façon ferme contre le taraudage conique qui fait ici of- fice de surface d'étanchéité. Des goupilles de blocage telles que les 4 gou- pilles/vis localisées à 90' l'une de l'autre autour de la circonférence du mamelon, comme cela est montré sur les figures 1A à 1E, sont vissées dans une rainure autour de la circonférence de la cheville pour maintenir la chevil- le/sonde en position. Le couvercle extérieur est également vissé afin de maintenir la cheville en position et de réduire les efforts sur les goupilles de blocage pendant les opér- tions normales. Extraction de l'ensemble sonde/cheville: Position 2: Pour remplacer une sonde, la première opération consiste à enlever le couvercle puis & visser une vanne sphérique sur le même f iletage extérieur. Position 3: On visse alors un cylindre muni d'un cou- vercle étanche sur la vanne sphérique comme cela est montré en position 3 sur les figures 1A à 1E. Un tuyau flexible provenant d'une pompe manuelle est relié à l'extrémité supérieure du cylindre au moyen par exemple d'une attache rapide. Le cylindre est alors rempli d'huile (vanne en position ouverte) et l'on procède au pompage jusqu'à ce que la pression soit identique à celle régnant dans la conduite de traitement. Les goupilles de blocage sont alors légèrement desserrées de façon à les libérer de la rainure autour de la chevi- lle, permettant d'enlever celle-ci. Position 4: Dès que les goupilles de blocage ont été desserrées, on réduit la pression dans le cylindre du récupérateur en ouvrant une vanne dans la pompe manuelle fixée. L'écart de pression entre la conduite de traitement et le cylindre de récupérateur sera suffisant pour éjecter la sonde. L'huile dans le cylindre est alors ramenée de force dans le réservoir d'huile se trouvant dans la pompe manuelle. Position 5: Dès que la sonde a traversé la vanne sphéri- que, il est possible de fermer cette dernière. Lorsque cette vanne sphérique est fermée, on dévisse le cylindre contenant la sonde et la cheville et la sonde/cheville peut être soit remplacée soit inspectée avant d'être réintroduite. Introduction de la sonde/cheville. La sonde/cheville est introduite en inversant le procédé d'extraction précité: Le cylindre muni de la sonde est vissé sur la vanne. On remplit d'huile la chambre du cylindre devant la sonde soit en utilisant une dérivation soit en ouvrant la vanne sphérique. On peut pousser l'ensemble sonde/cheville en position en amenant de l'huile par pompage derrière la sonde. Dès que la sonde est en position sur le mamelon, les goupilles de blocage peuvent être revissées pour maintenir l'ensemble sonde/cheville en position. On enlève le cylindre et la vanne sphérique et l'on revisse le couvercle pour assurer une sécurité sup- plémentaire et atténuer les contraintes sur les goupilles de blocage. On se trouve maintenant dans la même situation que celle décrite pour la position 1. Face à des conditions de fonctionnement défavo- rables et de natures différentes, l'enlèvement et l'intro- duction de la sonde peuvent parfois s'avérer problématiques si les bagues d'étanchéité sont demeurées fixées en permanence pendant une longue période. Ici, une conception en variante du dispositif constitue la réponse à ces problèmes. Il s'agit d'un piston qui fonctionne à l'intérieur du cylindre du récupérateur pour pousser ou tirer sur la sonde. Ceci ressort du schéma ci-joint. Au début des opérations, le piston est monté en articulation sur la sonde via une barre. Ceci signifie que le piston ne se déplace qu'à l'intérieur du cylindre et qu'il n'est pas nécessaire que les bagues d'étanchéité traversent la vanne sphérique. Ceci permet de réduire les risques de détérioration des joints toriques. En revanche, le cylindre devra être quelque peu plus long que dans l'exemple dont il a été fait état ci-dessus. Pour le reste, les moyens de fonctionnement sont similaires. REVENDICATIONS 1. Système d'outil et de mamelon pour l'intro- duction et l'enlèvement de sondes sous haute pression, reposant sur un mamelon muni d'une cheville et de bagues d'étanchéité de différentes conceptions à utiliser en liaison avec une vanne sphérique, un cylindre (récupéra- teur) de dispositif fixé sur une pompe et une vanne qui permet de réguler la pression de l'huile ou d'!autres fluides dans le cylindre, caractérisé par une sonde et une cheville qui peuvent être appliquées vers le mamelon ou hors du mamelon sur le cylindre de récupérateur grâce à l'écart de pression hydraulique. 2. Système d'outil et de mamelon selon la reven- dication 1, caractérisé par une cheville et une sonde fixés sur le mamelon à l'aide de goupilles de blocage filetées ou ajustées d'une autre manière selon le principe de fonctionnement de l'outil décrit ci-dessus. 3. Système d'outil et de mamelon selon la reven- dication 1, caractérisé par un ensemble sonde/cheville pouvant également être bloqué par un couvercle conçu de telle manière à pouvoir être enlevé de façon permanente ou périodique pour permettre la fixation d'instruments à- l'extérieur de façon à pouvoir lire la sonde. 4. Système d'outil et de mamelon selon la reven- dication 1, caractérisé par un ensemble sonde/cheville pouvant être enfoncé par poussée ou extrait par traction au moyen d'une barre qui est reliée à un piston qui se déplace & l'intérieur du cylindre et qui a été vissé, et lorsque le mouvement du piston est réglé extérieurement, en utilisant la pression hydraulique sur le piston. 5. Système d'outil et de mamelon selon la reven- dication 1, caractérisé par la pression hydraulique qui est utilisée pour pousser l'ensemble sonde/cheville et lorsque cette fonction est également possible en utilisant la pression de fonctionnement qui règne dans le système de conduite ou de réservoir à l'intérieur duquel est montée la sonde.