Brevet FR2684427A1 — publié le 19930604

DISPOSITIF D'ASSEMBLAGE DE L'EXTREMITE D'UN TRONCON DE TUYAU EN MATIERE SYNTHETIQUE A UNE DOUILLE SERVANT D'EMBOUT DE RACCORDEMENT La présente invention concerne un dispositif d'assemblage de l'extrémité d'un tronçon de tuyau en matière synthétique à une douille servant d'embout de raccordement, plus particulièrement destiné à être utilisé dans le domaine du pompage en profondeur d'eaux souterraines. Après forage d'un puits approprié, le pompage d'eaux souterraines est fréquemment réalisé au moyen d'une pompe reliée à un tuyau débouchant en surface, la pompe étant introduite jusqu'au fond du puits. Le tuyau sert à retenir la pompe lors de cette introduction et à acheminer en surface l'eau pompée. La pompe peut être équipée d'un moteur faisant corps avec elle, donc également introduit jusqu'au fond du puits, dont le fonctionnement est commandé depuis la surface. Toutefois, dans le cas fréquent de puits destinés aux pays en voie de développement et devant être particulièrement simples, faciles à réparer avec les moyens disponibles sur place et peu coûteux à réaliser, la pompe est du type à piston à mouvement alternatif relié, par une tringle engagée au travers du tuyau, à un dispositif manuel d'actionnement situé en surface. Le tuyau est constitué par des tronçons de tuyau aboutés au fur et à mesure de la descente de la pompe dans le puits. Ce tuyau subit des contraintes en traction importantes, surtout au niveau des tronçons situés le plus près de la surface, générées par son propre poids et celui de l'eau qu'il achemine, par le poids de la pompe, et par celui soit du moteur de la pompe soit de la tringle d'actionnement du piston. Ce dernier, en outre, génère des secousses importantes le long du tuyau lorsqu'il est actionné plus ou moins vigoureusement. Ces contraintes fatiguent le tuyau à son extrémité supérieure jusqu'à aboutir parfois à sa rupture. Pour résister à ces contraintes, les tronçons de tuyau employés jusqu'à présent sont en acier, inoxydable ou non, et sont aboutés grâce à des manchons taraudés dans lesquels leurs extrémités peuvent être vissées. L'acier inoxydable présente l'inconvénient d'avoir un coût prohibitif tandis que l'acier ordinaire n'a qu'une faible longévité, l'eau souterraine notamment des pays d'Afrique étant très corrosive. Pour cette raison, il a été envisagé d'employer des tronçons de tuyau en matière synthétique et notamment en polychlorure de vinyle. L'invention vise à rendre possible l'emploi de tronçons de tuyau en matière synthétique dans cette application, c'est-à-dire à fournir un dispositif d'assemblage de leurs extrémités à des douilles servant d'embouts de raccordement, qui procure une liaison suffisamment solide pour résister aux contraintes précitées, qui reste d'un emploi extrêmement facile et possible avec les moyens disponibles sur place dans les pays en voie de développement, et qui soit d'un coût modéré. A cette fin, la douille présente un diamètre extérieur légèrement supérieur au diamètre intérieur du tronçon de tuyau, est apte à être introduite dans l'extrémité du tronçon de tuyau après réalisation d'un léger ramollissement de la matière constitutive de celui-ci sous l'effet d'une élévation de température et présente, ménagés dans sa face extérieure, des évidements délimitant des surfaces perpendiculaires à son axe, et le dispositif comprend un manchon, engagé sur le tronçon de tuyau avant mise en place de la douille, qui est destiné à être engagé sur l'extrémité ramollie du tronçon de tuyau après introduction en elle de la douille et à serrer cette extrémité autour de la douille de manière à répartir la matière synthétique ramollie entre lui et la douille en la faisant pénétrer dans les évidements que cette dernière comprend, afin de créer par fluage des saillies aptes à prendre appui contre les surfaces précitées ménagées dans la douille. La douille et le manchon ainsi conformés permettent de constituer, de manière simple et rapide, une liaison intime et sans jeu, par complémentarité de forme, entre le tronçon de tuyau et la douille, cette liaison étant apte à résister sans détérioration aux contraintes en traction et aux à-coups que subit le tuyau. En outre, le manchon soutient la paroi de l'extrémité du tronçon de tuyau et empêche son déboîtement d'avec la douille ou son éclatement lorsque s'exercent les tractions ou à-coups précités. Un tel assemblage est parfaitement étanche et résiste à une pression de dix bars. Selon une forme de réalisation simple de l'invention, le diamètre intérieur du manchon est légèrement inférieur au diamètre extérieur que présente l'extrémité du tronçon de tuyau après introduction en elle de la douille, et le manchon est introduit en force sur ladite extrémité. Cette différence de diamètre permet d'assurer le serrage précité. Bien entendu, il convient d'attendre que la périphérie de la matière synthétique ait suffisamment refroidie pour que l'extrémité du tronçon de tuyau ne soit pas endommagée par cette introduction en force, sans pour autant la laisser trop durcir, ce qui empêcherait sa pénétration dans les évidements de la douille. De préférence, l'extrémité du manchon la plus proche de la douille est sertie sur l'extrémité du tronçon de tuyau, pour réaliser ou pour compléter le serrage radial du manchon sur l'extrémité du tronçon de tuyau. Avantageusement, afin de limiter les oscillations et les vibrations du tuyau, l'extrémité du manchon la plus éloignée de la douille est également sertie sur le tronçon de tuyau. De préférence, les évidements de la douille sont constitués par au moins deux gorges ménagées dans la face extérieure de l'extrémité de la douille destinée à être engagée dans l'extrémité du tronçon de tuyau. Avantageusement, le manchon présente deux portions, dont celle précitée destinée à être engagée sur l'extrémité du tronçon de tuyau et dont l'autre a un diamètre intérieur juste supérieur au diamètre extérieur du tronçon de tuyau et est séparée de l'autre portion du manchon par un épaulement conique tandis que l'extrémité de la douille engagée dans le tronçon de tuyau comprend un chanfrein de même pente que l'épaulement. Grâce à cet épaulement et à ce chanfrein, l'augmentation du diamètre du tronçon de tuyau sous l'effet de l'introduction de la douille se fait de manière relativement progressive et sans réduction de l'épaisseur de la paroi du tronçon, donc sans création d'une zone de faiblesse. En outre, le chanfrein facilite l'introduction de la douille dans l'extrémité du tronçon de tuyau. La portion du manchon non engagée sur l'extrémité du tronçon dans laquelle est introduite la douille permet de renforcer le tronçon afin qu'il puisse parfaitement résister aux mouvements d'oscillation du tuyau. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée du dispositif d'assemblage qu'elle concerne. La Figure 1 est une vue très simplifiée d'un puits de pompage en profondeur d'eaux souterraines, en coupe longitudinale, équipé de ce dispositif la Figure 2 est une vue en perspective de deux dispositifs d'assemblage selon l'invention, dont un est monté et dont l'autre est éclaté ; et la Figure 3 en est une vue en coupe axiale, montés. La figure 1 représente un puits 2 pour le pompage en profondeur d'eaux souterraines. Le puits 2 est étayé par un tuyau 3, percé de trous à son extrémité inférieure pour permettre le passage de l'eau, et comprend une pompe 4 reliée à un tuyau 5 débouchant en surface, la pompe 4 étant introduite jusqu'au fond du puits 2 et le tuyau 5 servant à retenir la pompe 4 et à acheminer en surface l'eau pompée. La pompe 4 est du type comprenant un piston à mouvement alternatif vertical relié par une tringle 6 à un dispositif manuel d'actionnement situé en surface, schématisé par le cercle 7. La figure 3 montre plus précisément la tringle 6, qui est constituée par des tiges filetées à leurs extrémités et aboutées à l'aide de manchons taraudés 8. Des disques de centrage et de guidage de la tringle 6 dans le tuyau 5 (non représentés) sont également prévus. Le tuyau 5 est formé par des tronçons de tuyau 5a en matière synthétique aboutés au fur et à mesure de la descente de la pompe 4 dans le puits 2, l'aboutage étant réalisé au moyen de dispositifs 10. Les figures 2 et 3 représentent, à echelle agrandie, un dispositif 10 d'aboutage de deux tronçons 5a. Chaque extrémité d'un tronçon 5a est assemblée à une douille métallique 11 formant embout de raccordement, dont l'extrémité qui dépasse du tronçon 5a est filetée. L'aboutage de deux tronçons 5a est réalisé au moyen d'un manchon taraudé 12 dans lequel les douilles 11 peuvent être vissées. Chaque douille 11 présente un diamètre extérieur légèrement supérieur au diamètre intérieur du tronçon 5a auquel elle est destinée à être assemblée, comprend deux gorges 15 ménagées dans sa face extérieure délimitant des surfaces d'appui 15a perpendiculaires à son axe et présente un chanfrein 16 ménagé dans son extrémité destinée à être introduite dans le tronçon 5a. Chaque tronçon 5a reçoit un manchon 17 engagé sur lui, comprenant deux portions 17a,17b séparées par un épaulement conique 17c de même pente que le chanfrein 16. La portion 17a, plus éloignée de la douille 11, a un diamètre intérieur juste supérieur au diamètre extérieur du tronçon 5a tandis que la portion 17b a un diamètre intérieur plus important, légèrement inférieur au diamètre extérieur de la douille 11 augmenté de deux fois l'épaisseur de la paroi du tronçon 5a. Ainsi que le montrent les figures, une douille 11 et un manchon 17 sont destinés à coopérer pour constituer un dispositif d'assemblage de la douille 11 à l'extrémité d'un tronçon de tuyau 5a. L'extrémité du tronçon 5a est tout d'abord légèrement ramollie au moyen d'une élévation de température obtenue, par exemple, à l'aide d'un four ou en plongeant cette extrémité dans un bain d'huile chaude. La douille 11 est ensuite introduite dans l'extrémité du tronçon 5a, puis la portion 17b du manchon 17 est engagée en force sur l'extrémité ramollie du tronçon de tuyau 5a. Grâce au diamètre intérieur précité de sa portion 17b, le manchon 17 serre l'extrémité du tronçon 5a autour de la douille 11 de manière à répartir la matière synthétique ramollie entre lui et la douille 11 en la faisant pénétrer dans les gorges 15 que cette dernière comprend. Ainsi, des saillies annulaires 20 sont créées par fluage, ces saillies étant aptes à prendre appui contre les surfaces 15a précitées. Les extrémités du manchon 17 sont ensuite serties sur le tronçon 5a. Il est ainsi constitué une liaison intime et sans jeu par complémentarité de forme entre le tronçon 5a et la douille 11, cette liaison étant apte à résister sans détérioration aux contraintes en traction, aux vibrations et aux à-coups ou oscillations que subit le tuyau 5 en particulier à sa partie supérieure. En outre, le manchon 17 soutient la paroi de l'extrémité du tronçon 5a et empêche son déboîtement d'avec la douille 11 ou son éclatement lorsque s'exercent ces tractions ou à-coups. L'épaulement conique 17c et le chanfrein 16 permettent que l'augmentation du diamètre du tronçon 5a, sous l'effet de l'introduction de la douille 11 en lui, se fasse de manière relativement progressive et sans réduction de l'épaisseur du tronçon 5a, donc sans création d'une zone de faiblesse. En outre, le chanfrein 16 facilite l'introduction de la douille 11 dans l'extrémité du tronçon 5a. Bien entendu, le ramollissement de la paroi du tronçon de tuyau 5a doit être tel que la création des saillies 20 soit possible sans toutefois aboutir à une détérioration de l'extrémité du tronçon 5a lors de l'introduction de la portion 17b du manchon 17 sur elle. En pratique, l'extrémité du tronçon 5a a le temps de refroidir suffisamment entre le moment où la douille 11 est introduite en elle et le moment où le manchon 17 est engagé sur elle pour que cette détérioration ne se produise pas. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'assemblage de l'extrémité d'un tronçon de tuyau en matière synthétique à une douille servant d'embout de raccordement, caractérisé en ce que la douille (11) présente un diamètre extérieur légèrement supérieur au diamètre intérieur du tronçon (5a) de tuyau, est apte à être introduite dans l'extrémité du tronçon (5a) de tuyau après réalisation d'un léger ramollissement de la matière constitutive de celle-ci sous l'effet d'une élévation de température et présente, ménagés dans sa face extérieure, des évidements (15) délimitant des surfaces (15a) perpendiculaires à son axe, et le dispositif comprend un manchon (17) engagé sur le tronçon (5a) de tuyau avant mise en place de la douille (11), qui est destiné à être engagé sur l'extrémité ramollie du tronçon (5a) de tuyau après introduction en elle de la douille (11) et à serrer cette extrémité autour de la douille (11) de manière à répartir la matière synthétique ramollie entre lui et la douille (11) en la faisant pénétrer dans les évidements (15) que cette dernière comprend, afin de créer par fluage des saillies (20) aptes à prendre appui contre les surfaces (15a) précitées ménagées dans la douille (11). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre intérieur du manchon (17) est légèrement inférieur au diamètre extérieur que présente l'extrémité du tronçon (5a) de tuyau après introduction en elle de la douille (11), et le manchon (17) est introduit en force sur ladite extrémité. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité du manchon (17) la plus proche de la douille (11) est sertie sur l'extrémité du tronçon (5a) de tuyau. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'extrémité du manchon (17) la plus éloignée de la douille (11) est sertie sur l'extrémité du tronçon (5a) de tuyau. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les évidements de la douille (11) sont constitués par au moins deux gorges (15) ménagées dans la face extérieure de l'extrémité de la douille (11) destinée à être engagée dans l'extrémité du tronçon (5a) de tuyau. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le manchon (17) présente deux portions (17a,17b), dont celle (17b) précitée destinée à être engagée sur l'extrémité du tronçon (5a) de tuyau, et dont l'autre (17a) a un diamètre juste supérieur au diamètre extérieur du tronçon (5a) de tuyau et est séparée de l'autre portion (17b) du manchon (17) par un épaulement conique (17c), tandis que l'extrémité de la douille (11) engagée dans le tronçon (5a) de tuyau comprend un chanfrein (16) de même forme que l'épaulement (17c). 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité de la douille (11) non engagée dans le tronçon (5a) de tuyau est filetée et est destinée à être vissée à un manchon taraudé (12) permettant son raccordement avec une douille (11) symétrique.