Brevet FR2656403A1 — publié le 19910628

L'invention concerne un procédé de fixation d'une pièce de raccordement à L'extrémité d'une canalisation et un raccord de canalisation obtenu par ce procédé. On connait des canalisations ou tubes utilisées dans le domaine des applications pétroLières qui comportent à L'une au moins de leurs extrémités une pièce de raccordement destinée à assurer la liaison de La canalisation ou tube à une autre canalisation ou à un dispositif auquel on fait parvenir un fLuide par l'intermédiaire de la canalisation. Dans le domaine des applications pétrolières, Les pièces de raccordement de forme tubulaire sont constituées la plupart du temps par un manchon ayant une surface tronconique filetée ou constituant un éLément de liaison du type à baionnette, enfilé sur L'extrémité de la canalisation. Dans le domaine des applications pétrolières également, on utiLise, depuis un certain temps, des tubes ou canalisations en matière plastique ou en matériaux composites. Ces derniers sont obtenus par Le procédé d'enroulement filamentaire. Plus récemment, Les tubes en matériaux composites sont obtenus par le procédé de pultrusion pour Les basses pressions. Pour des questions de résistance mécanique, il peut être nécessaire de renforcer ces tubes en matière thermoplastique ou en matière composite, de manière à accroître leur tenue à une pression interne ou externe ou à d'autres contraintes mécaniques qui peuvent s'exercer sur le tube en service. Ce renforcement d'un tube en matière thermoplastique, en matière composite ou même en une matière métallique telle que L'acier peut être réalisé par frettage du tube en utilisant un profilé en matière flexible tel qu'un ruban en matière thermoplastique renforcé par des fibres synthétiques qui est enroulé sur la surface extérieure du tube ou canalisation, une certaine tension étant exercée sur le profilé, pendant son enrouLement, afin d'assurer le frettage voulu du tube ou de La canalisation. De préférence, le profilé est enroulé sur le tube à spires sensiblement jointives et de manière à réaliser simultanément sa fixation sur le tube, par exemple par collage ou par thermofusion. Les pièces de raccordement de tels tubes ou canalisations qui sont généralement constituées par un matériau métallique peuvent être engagées à force sur L'extrémité des canalisations, collées ou fixées par vissage ou par introduction d'une partie déformable de la pièce de raccordement métallique dans la matière constituant La paroi de la canalisation. Aucun de ces procédés ne donne entièrement satisfaction, aussi bien en ce qui concerne L'efficacité de la fixation de la pièce de raccordement que la simplicité de mise en oeuvre du procédé de fixation. En outre, dans le cas d'un tube fretté par un élément profilé en matériau flexible tel que décrit ci-dessus, il est très difficiLe de réaliser une fixation efficace de la pièce de raccordement sur la surface extérieure du tube comportant la couche de matériau de frettage. Le but de L'invention est donc de proposer un procédé de fixation d'une pièce de raccordement à L'extrémité d'une canalisation, la pièce de raccordement de forme tubulaire étant engagée sur une partie d'extrémité de la canaLisation, ce procédé étant d'une mise en oeuvre simple et permettant de réaliser une fixation extrêmement efficace de la pièce de raccordement, en particulier dans le cas d'une canalisation renforcée par frettage. Dans ce but, on enroule autour de la pièce de raccordement engagée sur la canalisation, sur une partie au moins de sa longueur dans la direction axiale, un profilé en une matière flexible, avec une tension suffisante pour assurer le frettage de la pièce de raccordement sur la partie d'extrémité de la canalisation. L'invention est également relative à un raccord pour une canalisation obtenu par le procédé suivant L'invention. Afin de bien faire comprendre L'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant à la figure jointe en annexe, un mode de réaLisation d'un procédé de fixation et d'un raccord de canalisation suivant L'invention. La figure unique est une demi-vue en coupe par un plan axial d'une zone de liaison entre deux canalisations comportant chacune une pièce de raccordement fixée par Le procédé suivant L'invention. Sur la figure, on voit une première canalisation ou tube 1 et une seconde canalisation 2 telles qu'utilisées dans le domaine de l'exploitation pétroLière. Les tubes 1 et 2 sont placés dans le proLongement l'un de L'autre et de manière coaxiale, leur axe commun 3 ayant été représenté sur la figure. Les tubes 1 et 2 sont raccordés bout à bout de manière étanche, grâce à un joint en élastomère approprié 5 intercalé et comprimé entre Les parties d'extrémité en vis-à-vis des tubes 1 et 2 et à un raccord vissé désigné de manière générale par le repère 4 et constitué d'une manière classique dans le cas des applications pétroLières. Le raccord vissé 4 comporte un manchon de liaison 7 comportant un alésage taraudé de forme bi-tronconique symétrique et destiné à assurer le raccordement entre deux pièces 8 et 9 filetées sur une partie de forme tronconique de leur surface externe et fixées chacune sur une extrémité de La canalisation 1 ou 2 correspondante par le procédé de L'invention. Les canalisations 1 et 2 sont constituées par des tubes obtenus par pultrusion et comportant des fibres de renforcement ayant une disposition longitudinale et pouvant représenter un pourcentage de 60 à 70 % de l'ensemble du matériau constituant Les canalisations 1 et 2. Les pièces de raccordement 8 et 9 fixées sur Les parties d'extrémité en vis-à-vis des canalisations 1 et 2 sont identiques et seule la pièce 8 sera décrite de manière détaillée. Ces pièces sont en acier et présentent la forme de manchons tubulaires dont le diamètre intérieur est très légèrement supérieur au diamètre extérieur des tubes 1 et 2 obtenus par pultrusion. La pièce de raccordement 8 comporte, successivement depuis son extrémité antérieure dirigée vers L'extrémité de raccordement de la canalisation 2 jusqu a son extrémité opposée, une partie tronconique 8a filetée extérieurement, de manière que la pièce de liaison 7 puisse être engagée sur cette partie filetée 8a, une partie intermédiaire de forte épaisseur 8b et une partie terminale 8c réalisée sous la forme d'un manchon cylindrique d'épaisseur constante comportant plusieurs fentes longitudinales 10 permettant de favoriser la déformation du manchon 8c dans des directions radiales. De préférence, le manchon 8c peut présenter quatre fentes longitudinales 10 favorisant la déformation par flexion de quatre secteurs cylindriques dé Limités par Les fentes 10. Le tronçon central 8b de la pièce de raccordement 8 comporte une première partie cylindrique déterminant un épaulement délimitant la partie filetée tronconique 8a et une partie tronconique d'épaisseur décroissante vers L'arrière de la pièce 8 se raccordant à la virole fendue 8c. On va maintenant décrire le procédé de fixation de la pièce de raccordement 8 à L'extrémité de la canalisation 1, le procédé de fixation de la pièce de raccordement 9 à L'extrémité de la canalisation 2 étant exactement identique. Le tube pultrudé constituant la canalisation 1 est coupé à la longueur voulue, la partie d'extrémité la de la canalisation 1 venant porter sur le joint d'étanchéité 5 étant découpée avec soin ou rectifiée de manière à présenter une surface lisse ayant une bonne qualité de contact. La pièce 8 est enfilée sur la partie antérieure de La canalisation 1, à partir de sa surface d'extrémité la. Une couche de matière adhésive 11 telle qu'une colle ou une matière thermoplastique fondue peut être préalablement déposée sur la surface externe de la partie d'extrémité de la canalisation 1 ou sur la surface interne de la pièce de raccordement 8, de manière à assurer une certaine liaison entre La pièce 8 et la canalisation 1. Selon L'invention, la fixation de la pièce 8 est assurée ou complétée par enroulement d'un ruban en matière thermoplastique 12 renforcé par des fibres synthétiques telles que des fibres de verre, sur la surface externe de la pièce de raccordement 8, au moins dans sa partie postérieure constituée par le manchon fendu 8c. Le ruban en matière thermoplastique renforcé est enroulé sur la partie 8c de la pièce de raccordement 8 avec une certaine tension exercée par exemple par un dispositif de freinage et de retenue à rouleaux ou à galets exerçant une certaine traction sur la bande, dans un sens opposé au sens des efforts tangentiels permettant l'enroulement du ruban. De préférence, le ruban 12 est enroulé suivant plusieurs couches successives et superposées telles que 13a et 13b. On assure un collage du ruban 12 sur la surface extérieure du manchon 8c lors de la formation de la première couche 13a, soit par application d'un produit adhésif, soit par thermofusion du ruban 12. De même, le ruban 12 constituant la couche supérieure 13b peut être fixé par collage sur la surface supérieure de la couche 13a pendant l'enroulement du ruban 12. L'enroulement sous tension du ruban 12 sur la partie postérieure 8c de la pièce de raccordement 8 engendre des forces radiales produisant un frettage de la partie 8c de ta pièce de raccordement 8 sur la partie d'extrémité de la canalisation 1. Ce frettage est favorisé par l'existence des fentes 10 délimitant des secteurs cylindriques déformables par flexion dans la paroi de la virole 8c. De manière préférentielle, L'ensembLe de la canalisation 1 peut être recouvert sur sa surface externe par un enroulement constitué par un ruban en matière thermoplastique renforcé par des fibres synthétiques, ce qui assure un renforcement efficace et une amélioration des caractéristiques mécaniques de la canalisation 1 pour la tenue aux fortes pressions, par exemple 1000 bars. Le ruban 12 peut être enroulé sous tension, également sur plusieurs couches et fixé par collage ou thermofusion sur La canalisation 1 constituée par un tube obtenu par pultrusion. Dans ce cas, Les couches 13a et 13b assurant le frettage de la virole 8c de la pièce de raccordement 8 sur la canalisation 1 constituent des parties d'extrémité des couches de ruban thermoplastique enroulé sous tension sur la canalisation 1. De préférence, Les couches de frettage 13a et 13b de la virole 8c sont légèrement débordantes sur la surface externe tronconique de la partie centrale 8b de La pièce de raccordement 8. De cette manière, la pièce de raccordement 8 est parfaitement maintenue par frettage de sa partie 8c sur la surface extérieure de la canalisation 1. L'extrémité antérieure de la pièce de raccordement 8 se trouve généralement placée dans le plan de raccordement de la canalisation 1- correspondant à son extrémité la ou très Légèrement en retrait. La surface intérieure de la canalisation 1 peut être recouverte par une couche de revêtement ou un chemisage interne 14 suivant la composition, Les propriétés chimiques ou Les caractéristiques d'abrasion du fluide transporté par Les canalisations 1 et 2. De même, une gaine externe peut être disposée autour des canalisations, de manière à recouvrir Les couches de frettage telles que 13a et 13b et éventuellement l'ensemble du raccord 4. Une telle gaine externe permet de protéger Les canalisations et de limiter L'usure des canalisations et L'action corrosive d'agents extérieurs sur Les canalisations et sur le raccord. Le raccordement des canalisations 1 et 2 sur lesquelles ont été fixées des pièces de raccordement 8 et 9 est réalisé de manière habituelle en plaçant ces canalisations dans le prolongement L'une de L'autre et en effectuant Le vissage du manchon de liaison 7 sur Les parties filetées correspondantes des pièces de raccordement 8 et 9. Ce raccordement par vissage produit un rapprochement des extrémités en vis-à-vis des canalisations 1 et 2 et une compression du joint d'étanchéité en élastomère 5. Le procédé suivant L'invention permet donc d'assurer une fixation efficace par frettage d'une pièce de raccordement sur une partie d'extrémité d'une canalisation. De plus, cette fixation peut être réalisée au cours d'une opération de renforcement par enroulement d'une bande en matière thermoplastique sur la canalisation. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. C'est ainsi que Les canalisations 1 et 2 peuvent être constituées par des éléments différents de tubes en matière thermoplastique obtenus par pultrusion et renforcés par des fibres. Les tubes 1 et 2 constituant Les canalisations peuvent être constituées par tout tube en matière plastique ou même par des tubes en matériau métallique tels qu'utilisés dans le domaine de l'exploitation pétrolière. Les pièces de raccordement peuvent être constituées non seulement par des manchons filetés tronconiques ou éventuellement cylindriques, mais encore par des pièces de raccordement du type à baionnette assurant le raccord rapide de deux éléments de canalisation. Les pièces de raccordement telles que 8 et 9 peuvent être réalisées en une matière quelconque non métallique ayant des propriétés mécaniques satisfaisantes. L'élément profilé 12 enroulé sous tension sur la surface extérieure de la partie de fixation de la pièce de raccordement peut être constitué non seulement par un ruban en matière thermoplastique renforcé par des fibres synthétiques, mais encore par tout élément profilé de forme allongée en une matière flexible dont Les caractéristiques mécaniques sont suffisantes pour supporter les tensions nécessaires pour effectuer un frettage efficace de la pièce de raccordement sur La canalisation. Dans le cas où la canalisation elle-même est renforcée par enroulement sur sa surface externe d'un éLément profilé en matière flexible, il peut être souhaitable que cette matière flexible présente une limite élastique supérieure à celle du matériau constituant la canalisation, par exemple le tube pultrudé renforcé par des fibres en matière synthétique. Il est à remarquer que le frettage de la virole 8c constituant la partie d'extrémité et de fixation de la pièce de raccordement 8 sur la canalisation 1 contribue au renforcement de cette canalisation dans sa partie d'extrémité. Enfin, le procédé de fixation suivant L'invention et le raccord de canalisation obtenu par ce procédé pourront être utilisés non seulement dans le cadre de l'industrie pétrolière, mais encore dans d'autres branches de l'industrie utilisant des canalisations pour le transport de fluide sous pression. REVENDICATIONS 1. - Procédé de fixation d'une pièce de raccordement (8, 9) à L'extrémité d'une canalisation (1, 2), la pièce de raccordement (8, 9) de forme tubulaire étant engagée sur une partie d'extrémité de la canalisation (1, 2), caractérisé par le fait qu'on enroule autour de la pièce de raccordement (8, 9) engagée sur la canalisation (1, 2), sur une partie au moins de sa longueur (8c) dans la direction axiale, un profilé en une matière flexible, avec une tension suffisante pour assurer le frettage de la pièce de raccordement (8, 9) sur la partie d'extrémité de La canalisation (1, 2). 2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le profilé (12) en matière flexible est constitué par un ruban en matière thermoplastique renforcé par des fibres synthétiques. 3. - Procédé suivant L'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le profilé en matière flexible (12) est enroulé suivant au moins deux couches superposées (13a, 13b) sur la partie (8c) de la pièce de raccordement (8). 4. - Procédé suivant L'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le profilé (12) est enroulé non seulement sur la partie (8c) de la pièce de raccordement (8) engagée sur la canalisation (1), mais encore sur la surface externe de l'ensemble de la canalisation (1) pour assurer son renforcement par frettage. 5. - Procédé suivant L'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le profilé en matière flexible (12) est fixé sur la partie (8c) de la pièce de raccordement (8) et éventuellement sur la canalisation (t) par collage ou par thermofusion. 6. - Procédé suivant L'une quelconque des revendications î à 5, caractérisé par le fait qu'une couche de matière adhésive (11) est intercalée entre la surface extérieure de la partie d'extrémité de ta canalisation (1) et la surface intérieure de la pièce de raccordement (8) engagée sur la partie d'extrémité de la canalisation (8). 7. - Procédé suivant L'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la canalisation (1, 2) est constituée par un tube obtenu par pultrusion d'une matière thermoplastique renforcée par des fibres synthétiques de direction longitudinale. 8. - Procédé suivant L'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la canalisation (1, 2) comporte un chemisage interne (14) de protection contre l'usure en particulier par abrasion. 9. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la pièce de raccordement (8) comporte une partie d'extrémité (8c) constituée sous La forme d'une virole cylindrique sur laquelle est enroulée avec tension le profilé en matière flexible (12). 10. - Procédé suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que la virole (8c) comporte une pluralité de fentes longitudinales (10) délimitant sur cette virole des secteurs cylindriques déformables par flexion. 11. - Raccord entre deux canalisations (1, 2) comportant, sur une partie d'extrémité de chacune des canalisations (1, 2), une pièce de raccordement (8, 9) et un élément de liaison (7) entre Les pièces de raccordement (8, 9) caractérisé par le fait que Les pièces de raccordement (8, 9) sont fixées sur Les parties d'extrémité des canalisations (1, 2) par le procédé de fixation suivant L'une quelconque des revendications 1 à 10. 12. - Raccord suivant la revendication 11, caractérisé par le fait que Les pièces de raccordement (8, 9) comportent des parties filetées (8a) et que L'élément de liaison (7) est constitué par un manchon comportant un alésage intérieur taraudé. 13. - Raccord suivant la revendication 12, caractérisé par le fait que Les parties filetées (8a) des pièces de raccordement (8, 9) présentent une forme tronconique. 14. - Raccord suivant la revendication 11, caractérisé par le fait que Les pièces de raccordement (8, 9) sont constituées par des éléments de liaison du type à baionnette. 15. - Raccord suivant L'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'un joint en matière élastomère (5) est intercalé entre deux extrémités en vis-à-vis des canalisations (1, 2) reliées par un raccord (4).