Brevet FR2896039A1 — publié le 20070713

INSTALLATION DE CONTROLE DE TUBULURES La présente invention se rapporte à une installation de contrôle de tubulures équipée d'un banc d'éclatement destiné à une tubulure, ledit banc comprenant deux têtes de serrage ou de tension entre lesquelles une tubulure est respectivement retenue dans des logements, par ses extrémités, et ladite tubulure pouvant être sollicitée par un fluide, par l'intermédiaire d'un canal d'amenée. Des tubulures sont soumises à des tests d'éclatement en vue d'attester une résistance suffisante à la rupture et/ou en vue de vérifier les propriétés des matériaux. A cette fin, lesdites tubulures sont obturées à leurs extrémités, dans un banc d'éclatement, au moyen de têtes de serrage respectivement associées à une entretoise. Les deux entretoises sont reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'au moins deux tirants de traction. A l'issue du remplissage de l'espace interne par un fluide, la pression régnant dans la tubulure est accrue au moyen d'une pompe, jusqu'à l'éclatement. Ensuite de quoi, il est possible d'interpréter une expansion périphérique, le profil des surfaces de rupture, et paramètres similaires. Dans un banc d'éclatement connu, les têtes de serrage ou tension sont réalisées en deux parties. Chaque tête comprend un poinçon muni d'un cône, et un mors tronconique agissant comme une contre-butée. Le poinçon est introduit, par le cône, dans une extrémité d'une tubulure. A cet effet, ladite extrémité est évasée en forme d'entonnoir. Les poinçons et les mors tronconiques sont bloqués les uns contre les autres, afin d'engendrer les nécessaires forces d'étanchéité. Cela a lieu au moyen de solidarisations boulonnées, ou de vérins hydrauliques. Les forces axiales, développées par la pression intérieure, sont contrebalancées au moyen des entretoises de traction. Le type de réalisation connu est complexe tant en matière d'appareillage, que dans son application. En se fondant sur l'état de la technique, l'invention a pour but de fournir une installation de contrôle de tubulures équipée d'un banc d'éclatement amélioré structurellement et dans son application technique. Conformément à l'invention, la solution apportée à ce problème consiste en ce que les têtes de serrage sont reliées par une tige de traction, sachant que ladite 35 tige traverse co-axialement la tubulure située dans le banc d'éclatement ; et un espace 2 annulaire, dans lequel débouche le canal d'amenée du fluide, délimité entre ladite tige et ladite tubulure. L'agencement structurel conforme à l'invention permet de simplifier le banc d'éclatement et de réduire le nombre des pièces constitutives nécessaires. Un avantage supplémentaire réside dans le fait que les forces, engendrées par la pression intérieure, sont absorbées par la tige de traction occupant une position interne. L'évasement des extrémités de la tubulure à contrôler, jusqu'à présent classique pour obtenir les nécessaires cônes d'étanchéité, n'est plus requis. Des solidarisations boulonnées extérieures, ou des contre-butées revêtant la forme de vérins hydrauliques et de dispositifs similaires, ne sont semblablement plus nécessaires. La tige de traction est, de préférence, solidarisée par vissage aux têtes de serrage. Cela autorise un accouplement stable de ladite tige avec lesdites têtes. Ladite tige assure que les deux têtes ne soient pas repoussées l'une à l'écart de l'autre lors d'une sollicitation du banc d'éclatement par une pression. La sollicitation de l'espace annulaire par une pression s'opère par l'intermédiaire d'un canal d'amenée pratiqué dans l'une des têtes de serrage, au moins un tronçon dudit canal s'étendant dans la tige centrale de traction. Pour ventiler l'espace annulaire, lors du remplissage de ce dernier au début d'un test, ledit espace est raccordé à un canal de ventilation. Les logements, affectés aux extrémités d'une tubulure, peuvent être directement menagés dans les têtes de serrage. Il est également possible de ménager respectivement les logements dans une pièce d'adaptation distincte retenue, à coulissement axial, dans une tête de serrage. De la sorte, des forces radiales de frottement peuvent être évitées entre lesdites têtes et les extrémités de la tubulure. Une pièce d'adaptation présente, commodément, un embout monté dans un logement pratiqué dans la tête de serrage. Le diamètre extérieur dudit embout peut alors correspondre au diamètre extérieur de la tubulure. Cela permet de faire en sorte que, lors d'une sollicitation par une pression, les extrémités de la tubulure viennent se plaquer dans les logements des pièces d'adaptation et que ladite tubulure puisse se contracter librement dans le sens axial, en même temps que lesdites pièces, sans influence négative de forces de frottement. Pour que des forces axiales soient simultanément appliquées à la tubulure lors d'un test d'éclatement, à partir des extrémités, le diamètre extérieur des embouts des pièces d'adaptation peut être d'un plus grand dimensionnement que le diamètre extérieur de ladite tubulure. Ainsi, en cas de sollicitation par une pression, une force 3 axiale est appliquée à la tubulure à contrôler, grâce à la présence des surfaces accrues entre un embout et une tête de serrage. La tige de traction peut posséder un diamètre extérieur constant, dimensionné légèrement plus petit vis-à-vis du diamètre intérieur de la tubulure à contrôler, ce qui délimite un interstice annulaire entre ladite tubulure et ladite tige. Dans le principe, toutefois, il est également possible que la tige de traction comporte, dans le sens longitudinal, des tronçons présentant des diamètres mutuellement différents. Ladite tige possède judicieusement, aux extrémités, un diamètre extérieur correspondant au diamètre intérieur d'une tubulure. Le diamètre extérieur de la tige de traction présente un plus petit dimensionnement, dans la région longitudinale centrale entre les extrémités de ladite tige, ce qui procure un espace annulaire entre ladite tige et ladite tubulure. Des garnitures d'étanchéité peuvent être intégrées dans les extrémités de la tige. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels les figures 1 à 4, ainsi que les figures 5a et 5b, sont des illustrations schématiques respectives de cinq formes de réalisation différentes d'une installation de contrôle de tubulures équipée d'un banc d'éclatement 1 à 5 destiné à une tubulure 6. Un banc d'éclatement 1 d'une installation de contrôle de tubulures, conforme à la représentation de la figure 1, comprend une tête de serrage ou tension 7 inférieure et une tête de serrage ou tension 8 supérieure. Des logements cylindriques 9, 10, dans lesquels une tubulure 6 est respectivement retenue de manière étanche par ses extrémités 11, 12, lors d'un test d'éclatement, sont prévus dans les têtes 7, 8. L'étanchéité, entre les logements 9, 10 et les extrémités 11, 12 de la tubulure 6, est assurée par des garnitures d'étanchéité 13, 14 placées dans lesdits logements 9, 10. Les têtes de serrage 7, 8 sont reliées et solidarisées par une tige centrale de traction 15, laquelle tige 15 traverse co-axialement la tubulure 6. En vue de la consignation à demeure de la tige 15, dans les têtes 7 et 8 inférieure et supérieure, ladite tige est respectivement pourvue, aux extrémités, de tronçons filetés 16, 17 qui sont vissés dans des logements taraudés 18, 19 correspondants. En considérant le plan du dessin, lesdits logements taraudés 18, 19 sont respectivement prévus au-dessous et au-dessus des logements 9, 10 menagés dans les têtes 7, 8. Le diamètre extérieur dA de la tige de traction 15 est sensiblement plus petit que le diamètre intérieur di de la tubulure 6, ce qui délimite un espace annulaire 20 entre ladite tige 15 et ladite tubulure 6. Un canal 21 d'amenée d'un fluide débouche dans ledit espace 20. Ledit canal 21 s'étend dans la tête de serrage 7 4 inférieure par un premier tronçon 22, et dans la tige de traction 15 par un second tronçon 23. L'espace 20 est raccordé, par ailleurs, à un canal de ventilation 24. Ledit canal 24 comprend, lui aussi, un tronçon 25 s'étendant dans la tige 15 et un tronçon 26 s'étendant dans la tête de serrage 8 supérieure. Le canal 24 peut être respectivement ouvert ou fermé par l'intermédiaire d'une vanne 27. Une source de pression est désignée par P sur la figure 1. Pour conduire un test d'éclatement, la tige de traction 15 est tout d'abord vissée, par son tronçon fileté 16 inférieur, dans le logement taraudé 18 de la tête de serrage 7 inférieure. La tubulure 6 est ensuite enfilée sur ladite tige 15 et positionnée, par son extrémité 11, dans le logement 9 situé dans la tête inférieure 7. Dans l'enchaînement, la tête supérieure 8 est emboîtée par son logement 10 sur l'extrémité supérieure 12 de la tubulure 6 et la tige 15 est vissée, par son tronçon fileté 17 supérieur, dans le logement taraudé 19 de ladite tête supérieure 8. Les garnitures d'étanchéité 13, 14, prévues dans les logements 9, 10, assurent l'étanchéité de l'espace annulaire 20. Après que la tubulure 6 a été positionnée et que le banc d'éclatement 1 a été monté, le système est alimenté, par l'intermédiaire du canal d'amenée 21, en un agent opérant revêtant la forme d'un fluide. La vanne 27 est alors à l'état ouvert, de sorte que de l'air présent dans l'espace annulaire 20 peut s'échapper en empruntant le canal de ventilation 24. Le fluide afflue de bas en haut dans l'espace 20, pratiquement sans aucune pression. Une fois le système ventilé et empli de fluide, la vanne 27 est fermée et le test d'éclatement peut être effectué. Le banc d'éclatement 1 est alors sollicité par une pression émanant de la source de pression P, par l'intermédiaire du canal d'amenée 21, jusqu'à ce que la tubulure 6 éclate. La tige de traction 15 évite que la tête de serrage 7 inférieure et la tête de serrage 8 supérieure soient écartées longitudinalement l'une de l'autre lors de la sollicitation par une pression. Le test est enregistré, interprété et documenté à l'aide de capteurs de valeurs mesurées, d'appareils de mesure et de dispositifs d'interprétation de l'installation de contrôle de tubulures., non illustrés sur les dessins. L'on fera encore observer que, dans le principe, le remplissage du banc d'éclatement et la sollicitation par une pression peuvent également avoir lieu en sens opposé, c'est-à-dire par l'intermédiaire du canal de ventilation 24 et du canal d'amenée 21 dont les fonctions sont interchangées dans ce cas. Le banc d'éclatement 1 est démonté à l'issue du test d'éclatement. A cette fin, il suffit de déposer la tête de serrage 8 supérieure. La tubulure 6 peut ensuite être enlevée dudit banc 1. Un banc d'éclatement 2 d'une installation de contrôle, tel qu'illustré sur la 5 figure 2, offre une réalisation fondamentalement de même type que celle du banc 1 conforme à la figure 1. De ce fait, des pièces structurelles mutuellement correspondantes sont désignées par les mêmes références numériques. La consignation à demeure de la tige de traction 15, dans la tête de serrage 7 inférieure et dans la tête de serrage 8 supérieure, est assurée par des tirants filetés de serrage 28, 29 qui traversent lesdites têtes 7, 8 dans la direction longitudinale de ladite tige 15, et sont serrés dans des trous taraudés 30, 31 de ladite tige 15. L'on constate qu'un tronçon 32 du canal d'amenée 21 et un tronçon 33 du canal de ventilation 24 traversent les tirants de serrage 28, 29, la tige de traction 15 étant respectivement traversée, dans cet exemple de réalisation également, par un tronçon 23 dudit canal d'amenée 21 et par un tronçon 25 dudit canal de ventilation 24. L'étanchéité des têtes 36, 37 des tirants 28, 29, vis-à-vis de la tête de serrage 7 inférieure et de la tête de serrage 8 supérieure, est assurée par des garnitures frontales d'étanchéité 34, 35. Dans le cas du banc d'éclatement 2, la conduite de l'essai d'éclatement s'opère d'une manière analogue au mode opératoire tel que décrit à l'appui de la figure 1. Dans le cas des bancs d'éclatement 3 et 4 du type représenté sur les figures 3 et 4, des logements 38, 39, destinés aux extrémités 11, 12 de la tubulure 6, sont respectivement ménagés dans des pièces d'adaptation 40, 41 retenues de manière flottante, à coulissement axial, dans les têtes respectives de serrage 7 et 8. Les pièces 40, 41 sont respectivement munies d'embouts 42, 43, montés dans des logements 44, 45 pratiqués dans lesdites têtes 7., 8. Des garnitures d'étanchéité 46, 47 sont interposées, à la fois, entre le logement 44, 45 et l'embout 42, 43, et entre la tubulure 6 et le logement 38, 39 ménagé dans une pièce 40, 41. Lors de la sollicitation par une pression, au cours du test d'éclatement, la tubulure 6 peut se contracter librement dans le sens axial, en même temps que les pièces d'adaptation 40, 41. Du fait de la retenue de ladite tubulure 6 dans les logements 38, 39 desdites pièces 40, 41, et suite au montage flottant desdites pièces 40, 41 dans les têtes de serrage 7, 8, il est possible d'éviter de désavantageuses forces de frottement dans la zone de contact entre lesdits logements 38, 39 et les extrémités 6 11, 12 de ladite tubulure 6, respectivement en vue de la mesure ou de l'interprétation du test. Dans le banc d'éclatement 3 conforme à la figure 3, le diamètre extérieur dAsi de l'embout 42 correspond au diamètre extérieur dAR de la tubulure 6. Cela a pour effet d'assurer que les extrémités 11, 12 de la tubulure 6 viennent se plaquer contre la surface cylindrique des logements 38, 39 lors de la sollicitation par une pression. Au cours de ladite sollicitation, la tubulure 6 peut se contracter librement dans le sens axial conjointement avec les pièces d'adaptation 40. Dans le banc d'éclatement 4, comme l'atteste une observation de la figure 4, le diamètre extérieur dAS2 de l'embout 43 est dimensionné plus grand que le diamètre extérieur dA de la tubulure 6. Lors d'une sollicitation par une pression, une force axiale est appliquée à la tubulure 6 par une face extrême 49 de l'embout qui présente un plus grand dimensionnement comparativement à une face extrême 48 de ladite tubulure 6. Cela permet d'exécuter des tests d'éclatement moyennant une introduction simultanée de forces axiales dans la tubulure 6. Les figures 5a et 5b montrent un banc d'éclatement 5, respectivement à l'état démonté (figure 5a) et à l'état monté (figure 5b). Le banc 5 comprend comme précédemment, en tant que pièces structurelles principales, une tête de serrage 50 inférieure et une tête de serrage 51 supérieure, ainsi qu'une tige de traction 52 qui solidarise lesdites têtes 50, 51 et peut être consignée à demeure dans ces dernières. Des logements 53, 54, entre lesquels une tubulure 6 est respectivement retenue par ses extrémités 11, 12, sont pratiqués dans les têtes 50, 51. La tubulure 6 est positionnée, sur la tige 52, de façon telle que cette dernière traverse coaxialement ladite tubulure 6 à l'état monté. La tige de traction 52 possède, dans un tronçon longitudinal central 55, un plus petit diamètre extérieur dzi que dans ses tronçons extrêmes respectifs 56, 57. Il est ainsi délilité à l'état monté, entre la tige 52 et la tubulure 6, un espace annulaire 58 dans lequel débouche un canal d'amenée 59. Ledit espace 58 est par ailleurs raccordé à un canal de ventilation 60. Des garnitures d'étanchéité 61 sont prévues pour assurer l'étanchéité entre la tubulure 6 et les tronçons extrêmes 56, 57 de la tige 52. Un élément élastique 62 est respectivement intégré dans les logements 53, 54, de manière à retenir les extrémités 11, 12 de la tubulure 6 dans les têtes de serrage 50, 51. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à 35 l'installation de contrôle décrite et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. 7 Liste des références numériques 1 banc d'éclatement 2 banc d'éclatement 3 banc d'éclatement 4 banc d'éclatement 5 banc d'éclatement 6 tubulure 7 tête de serrage 8 tête de serrage 9 logement 10 logement 11 extrémité de 6 12 extrémité de 6 13 garniture d'étanchéité 14 garniture d'étanchéité 15 tige de traction 16 tronçon fileté 17 tronçon fileté 18 logement taraudé 19 logement taraudé 20 espace annulaire 21 canal d'amenée 22 tronçon de 21 23 tronçon de 21 24 canal de ventilation 25 tronçon de 24 26 tronçon de 24 27 vanne 28 tirant de serrage 29 tirant de serrage 30 trou taraudé 31 trou taraudé 32 tronçon de 21 33 tronçon de 24 34 garniture d'étanchéité 35 garniture d'étanchéité 36 tête de tirant 37 tête de tirant 38 logement 39 logement 40 pièce d'adaptation 41 pièce d'adaptation 42 embout 43 embout 44 logement de l'embout 45 logement de l'embout 46 garniture d' étanchéité 47 garniture d' étanchéité 48 face extrême de 6 49 face extrême de 43 50 tête de serrage 51 tête de serrage 52 tige de traction 53 logement 54 logement 55 tronçon longitudinal central de 52 56 tronçon extrême 57 tronçon extrême 58 espace annulaire 59 canal d'amenée 60 canal de ventilation 61 garniture d'étanchéité 62 élément élastique dA diamètre extérieur de 15 di diamètre intérieur de 6 dAS1 diamètre extérieur de 42 dAS2 diamètre extérieur de 43 dAR diamètre extérieur de 6 dzi diamètre de 52 P source de pression REVENDICATIONS - 1. Installation de contrôle de tubulures équipée d'un banc d'éclatement (1 à 5) destiné à une tubulure (6), ledit banc (1 à 5) comprenant deux têtes de serrage (7, 8 ; 50, 51) entre lesquelles une tubulure (6) est respectivement retenue dans des logements (9, 10 ; 38, 39 ; 53, 54), par ses extrémités (11, 12), et ladite tubulure (6) pouvant être sollicitée par un fluide, par l'intermédiaire d'un canal d'amenée (21 ; 59), installation caractérisée par le fait que les têtes de serrage (7, 8 ; 50, 51) sont reliées par une tige de traction (15 ; 52), ladite tige (15 ; 52) traversant coaxialement la tubulure (6), et un espace annulaire (20 ; 58), dans lequel ledit canal d'amenée (21 ; 59) débouche, étant délimité entre ladite tige (15 ; 52) et ladite tubulure (6). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la tige de traction (15) est solidarisée par vissage aux têtes de serrage (7, 8). 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'un tronçon (22 ; 32) du canal d'amenée (21) s'étend dans la tige de traction (15). 4. Installation selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'espace annulaire (20 ; 58) est raccordé à un canal de ventilation (24 ; 60). 5. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'un logement (9, 10 ; 53, 54) est ménagé dans une tête de serrage (7, 8 ; 50, 51). 6. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'un logement (38, 39) est ménagé dans une pièce d'adaptation (40, 41) retenue, à coulissement axial, dans une tête de serrage (7, 8). 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée par le fait que la pièce d'adaptation (40, 41) présente un embout (42, 43) monté dans un logement (44, 45) pratiqué dans la tête de serrage (7, 8). 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le diamètre extérieur (dAsi) de l'embout (42) correspond au diamètre extérieur (dAR) de la tubulure (6). 9. Installation selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le diamètre extérieur (dAS2) de l'embout: (43) est plus grand que le diamètre extérieur (dAR) de la tubulure (6). 10. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 35 caractérisée par le fait que la tige de traction (52) possède, dans le sens longitudinal, des tronçons (55 ; 56, 57) présentant des diamètres mutuellement différents.