Brevet FR2878832A1 — publié le 20060609

BOUCHON AMOVIBLE POUR PROTECTEURS OUVERTS DE FILETAGE DE TUBES DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne des bouchons amovibles destinés à fermer et ouvrir des tubes dont les extrémités filetées sont munies de protecteurs de filetage ouverts, comme par exemple les tubes de cuvelage et de production utilisés dans l'industries pétrolière, de façon à permettre le passage du mandrin de calibrage des tubes sans devoir démonter les protecteurs de filetage. ETAT DE LA TECHNIQUE Les tubes de production ou de cuvelage utilisés dans l'industrie pétrolière d'une longueur habituelle to 9 à 12 mètres sont munis d'un filetage extérieur à une extrémité et d'un filetage intérieur à l'autre permettant de les visser bout à bout pour constituer une conduite de la longueur requise pour atteindre le fond du forage. Ces filetage, réalisés en usine avant transport des tubes sur le chantier de forage doivent être en parfait état sans déformation mécanique ni corrosion lors de leur vissage sur le chantier afin de garantir une étanchéité parfaite à des pressions très élevées après vissage. Afin de protéger ces filetages contre les impacts mécaniques et la corrosion pendant le transport et le stockage des tubes, le fournisseur des tubes installe des protecteurs de filetage qui seront retirés au dernier moment avant le vissage des tubes et leur descente dans le forage. A l'arrivée des tubes sur le chantier il est impératif de vérifier que le corps de chaque tube n'a pas subit d'écrasement ou de déformation qui empêcherait le passage des outils de forage ou appareils de production lorsque les tubes sont dans le puits. Pour ce faire, la méthode la plus couramment utilisée consiste à faire entrer un mandrin de calibrage d'un diamètre bien déterminé à une extrémité du tube et de le faire sortir à l'autre. Cette opération impose généralement la dépose préalable des protecteurs de filetage ce 30 qui expose les filetages aux intempéries, aux salissures et aux chocs mécaniques pendant l'opération de calibrage. La solution de ce problème consiste à monter en usine des protecteurs ouverts, dits calibrables , c'est à dire dont le diamètre intérieur est assez grand pour permettre le passage du mandrin de calibrage. Toutefois, si l'avantage de cette solution est de permettre le levage des tubes à l'aide de crochets placés dans les protecteurs, l'inconvénient est que les tubes sont ouverts pendant le transport et le stockage avant utilisation et que de ce fait des débris, (sable porté par le vent par exemple) peuvent s'accumuler à l'intérieur des tubes et que l'humidité risque de s'infiltrer jusqu'aux parties des filetages sensibles à la corrosion. Ce risque est d'autant plus grand que sous l'effet des impacts dus aux manutentions, des vibrations du transport et lea variations de température, les protecteurs de filetage ont pu être partiellement dévissés. Afin de renforcer la protection contre la corrosion des filetages même lors de dévissage partiel des protecteurs, les fabricants couvrent les filetages d'une couche surabondante de graisse contenant parfois des métaux lourds. Les considérations de protection de l'environnement conduisent les fournisseurs à concevoir et promouvoir des filetages ne nécessitant pas ou très peu de graisse. Ces filetages sont donc particulièrement vulnérables à la corrosion pendant le transport et stockage des tubes. Il est donc impératif de pouvoir assurer de façon fiable que le protecteur de filetage ouvert empêche l'humidité d'atteindre les filetages. Or, les conditions de transport et de manutention ne permettent pas d'assurer cette fiabilité. D'où l'utilité d'un bouchon amovible objet de la présente invention qui maintient l'humidité à distance des filetages empêche l'entrée de débris dans le tube et simultanément contribue au maintien du protecteur en position de vissage complet. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention propose des bouchons qui, non seulement obturent les protecteurs ouverts de façon à éviter l'entrée d'eau ou de débris à l'intérieur des tubes et dans les filetages pendant leur transport et leur stockage entre l'usine et le chantier de forage, mais aussi évitent que les protecteurs de filetage ne se dévissent sous l'effet des contraintes qu'ils reçoivent au cours des transports et manutention. Ces bouchons sont amovibles de façon à permettre le passage du mandrin de calibrage sans démonter les protecteurs de filetage. L'objet de l'invention est donc une pièce en matière plastique résistant bien aux impacts et aux intempéries (en polyéthylène par exemple) en forme de cuvette circulaire profonde dont les dimensions sont adaptées aux diamètres normalisés des tubes à protéger (par exemple l'American Petroleum Intitute A.P.I. ) La partie extérieure du corps de ce bouchon est munie de plusieurs ailettes flexibles périphériques continues, sensiblement parallèles, placées dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe du corps du bouchon, dont le diamètre extérieur et la position sont calculés de façon à ce qu'elles se plient plus ou moins en fonction des irrégularités géométriques et des variation dimensionnelles éventuelles de l'intérieur des tubes pour assurer une série d'étanchéité successives par contact simultané avec la surface intérieure du protecteur d'une part et avec la surface intérieure du corps du tube d'autre part. Ce dispositif place l'intérieur du corps du tube et les parties filetées derrière une série de barrières qui éliminent de façon redondante les risques d'infiltration de l'humidité et des débris. Lorsque le bouchon est en place les ailettes se plient pour suivre les formes intérieures du protecteur et du tube créant donc ainsi autant de lignes d'étanchéité qu'il y a d'ailettes. Ce faisant elles assurent de plus une liaison par friction entre, simultanément, la surfaces intérieures du tube et la surface intérieure du protecteur et de ce fait s'opposent au dévissage intempestif du protecteur. A l'opposé du fond de la cuvette, l'extrémité du bouchon est constitué d'une couronne creuse dont le profil intérieur est complémentaire du profil extérieur du protecteur sur lequel le bouchon est installé (demi-tore par exemple). Lorsque le bouchon est en place, la couronne couvre l'extrémité et les premiers millimètres de l'extérieur du protecteur de façon à ce que les impacts éventuels atteignent d'abord le bouchon. De par son ancrage à l'intérieur du corps du tube, le bouchon offre une résistance à la rotation qui s'oppose au dévissage du protecteur. Les tubes de cuvelage et de production utilisés dans l'industrie pétrolière étant normalisés par l'American Petroleum Institute ( A.P.I. ), le diamètre intérieur des protecteurs calibrable est régi par le diamètre intérieur normalisé du tube. Le diamètre extérieur des protecteurs est sensiblement égal au diamètre de la pièce comportant le filetage femelle (manchon ou extrémité refoulée). De ce fait, pour un diamètre nominal donné, les dimensions du contour des protecteurs est sensiblement le même qu'il s'agisse d'un protecteur de filetage mâle ou d'un protecteur de filetage femelle. Ceci permet d'utiliser le même bouchon indifféremment sur une extrémité mâle et sur une extrémité femelle. Il existe une multitude de types de filetages pour chaque diamètre nominal normalisé de tube de production et de cuvelage. Certains de ces filetages sont définis par l'A.P.I. d'autres font l'objet de brevets d'invention. Dans la majorité des cas ces filetages sont usinés dans des tubes normalisés par l'A.P.I. et de ce fait, le diamètre intérieur du tube et le diamètre extérieur de la pièce comportant le filetage femelle sont sensiblement identiques quel que soit le type de filetage considéré. Pour un diamètre nominal donné, quel que soit le filetage à protéger, les fabricants de protecteurs utilisent des protecteurs dont le contour extérieur est identique et de ce fait le bouchon amovible objet de l'invention est donc compatible avec tous les types filetages. La forme en cuvette du bouchon amovible permet la manutention des tubes à laide de crochets comme il est couramment pratiqué dans l'industrie pétrolière. L'expérience a démontré que dans certaines zones climatiques, il était souhaitable, pour éviter la formation de condensation ou de surpression à l'intérieur des tubes, d'utiliser des protecteurs fermés dont les opercules sont percés d'un trou de petite dimension (5 millimètres par exemple). Le fond des bouchons amovibles peut aussi être percé d'un trou de petite dimension afin de retrouver la configuration décrite ci-dessus. La forme de ce bouchon amovible permet sa fabrication par moulage par injection de matière plastique. DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 montre une demi-vue en coupe du principe d'un bouchon amovible de protecteur calibrable pour filetage femelle. La figure 2 montre une demi-vue en coupe du principe d'un bouchon amovible de 20 protecteur calibrable pour filetage mâle. DESCRIPTION DE L'INVENTION En se référant à la figure I, le bouchon amovible se compose d'un corps tubulaire (1) en matière plastique cylindrique ou légèrement conique vers une extrémité obturée par un diaphragme (2). L'autre extrémité du corps circulaire (1) comporte une couronne creuse (3) dont le profil de la surface intérieure est similaire au profil extérieur de l'extrémité du protecteur de filetage femelle (4). Cette couronne creuse (3) se termine par un profil cylindrique court (5) qui couvre les premiers millimètres de l'extérieur du corps du protecteur de filetage (4). La surface extérieure de corps (1) comporte un certain nombre d'ailettes flexibles (6 et 7) de dimensions et espacement déterminés qui coopèrent en fonction de leur position longitudinale soit avec la surface intérieure du tube d'une part, soit avec la surface intérieure du protecteur (4) d'autre part de façon à former une ou plusieurs lignes d'étanchéité et à générer une friction s'opposant à la rotation du protecteur (4) et contribuant de ce fait à son maintien en position correcte de vissage. En se référant à la figure II, comme précédemment, le bouchon amovible se compose d'un corps tubulaire (1) en matière plastique cylindrique ou légèrement conique vers une extrémité obturée par un diaphragme (2). L'autre extrémité du corps circulaire (1) comporte une couronne creuse (3) dont le profil de la surface intérieure est similaire au profil extérieur de l'extrémité du protecteur de filetage mâle (8). Cette couronne creuse (3) se termine par un profil cylindrique court (5) qui couvre les premiers millimètres de l'extérieur du corps du protecteur de filetage (8). La surface extérieure de corps (1) comporte un certain nombre ailettes flexibles (6 et 7) de dimensions et espacement déterminés qui coopèrent en fonction de leur position soit avec la surface intérieure du tube d'une part, soit avec la surface intérieure du protecteur (8) d'autre part de façon à former une ou plusieurs lignes d'étanchéité et à générer une friction s'opposant à la rotation du protecteur (8) et contribuant à son maintien en position correcte de vissage. Les deux figures I et II montrent la couronne creuse (3) qui évite les contacts directs avec l'extrémité du protecteur de filetage (4 et 8) de façon à réduire les contraintes de dévissage appliquées audit protecteur de filetage pendant les opérations de manutention, de transport et de stockage des tubes. Les deux figures I et II montrent les ailettes flexibles (6 et 7) fléchis dont la friction avec les surfaces intérieures du corps du tube et du corps du protecteur maintient le bouchon en position après qu'il ait été installé par simple pression axiale. Le bouchon peut être retiré par traction axiale. Les deux figures I et II montrent la forme concave de l'extrémité ouverte du bouchon qui permet l'utilisation de crochets de manutention à chaque extrémité du tube REVENDICATIONS 1. Bouchon amovible destiné à obturer les protecteurs ouverts de filetage des tubes utilisés notamment dans l'industrie pétrolière, pendant leur transport et stockage entre l'usine de fabrication et le chantier de forage comprenant un corps (1) cylindrique ou légèrement conique vers une extrémité obturée par un diaphragme (2) et muni à l'autre extrémité d'une couronne creuse (3) dont le profil intérieur est sensiblement complémentaire du profil extérieur du protecteur de filetage du tube (4 ou 8), l'extérieur dudit corps cylindrique ou légèrement conique comportant des ailettes flexibles (6 et 7) de dimensions et espacement déterminés caractérisées par le fait qu'elles coopèrent simultanément en fonction de leur position, soit avec la surface intérieure du tube d'une part, soit avec la surface intérieure du protecteur d'autre part. 2. Bouchon amovible selon la revendication 1 dont les ailettes (6 et 7) coopèrent simultanément en fonction de leur position soit avec la surface intérieure du tube d'une part, soit avec la surface intérieure du protecteur d'autre part caractérisées par le fait qu'elles forment une ou plusieurs lignes d'étanchéité. 3. Bouchon amovible selon la revendication 1 caractérisé par l'adhérence simultanée des ailettes (6 et 7) à la surface intérieure du tube d'une part et à la surface intérieure du protecteur d'autre part qui contribue au maintient du protecteur en position correcte de vissage. 4. Bouchon amovible suivant la revendication 1 caractérisé par la couronne creuse (3) qui évite les contacts directs avec l'extrémité du protecteur de filetage (4 et 8) de façon à réduire les contraintes de dévissage appliquées audit protecteur de filetage pendant les opérations de manutention, de transport et de stockage des tubes. 5. Bouchon amovible selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il est installé par poussée axiale et retiré par traction axiale. 6. Bouchon amovible selon la revendication 1 caractérisé par sa forme concave qui permet l'utilisation de crochet de manutention à chaque extrémité du tube. 7. Bouchon amovible selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il peut être installé indifféremment sur les protecteurs ouverts de filetage mâle et sur les protecteurs ouverts de filetage femelle.