INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Un premier moyen est la conformation. Selon une autre caractéristique, le logement 6, 7 est conformé de manière à, le plus possible, se refroidir au contact de l’air ambiant. Pour cela sa surface d’échange thermique est augmentée. Aussi, un logement 6, 7 est avantageusement prolongé par au moins une ailette 12 de refroidissement. Selon un mode de réalisation préféré, tel qu’illustré, cette ailette 12 est en forme de disque. Ce disque est préférentiellement sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation B. L’étendue radiale de l’ailette 12 est la plus grande possible, sans toutefois substantiellement déborder d’un volume total d’encombrement alloué à la vanne 1.
Un autre moyen est la matière. Selon une autre caractéristique, visant encore à refroidir le logement 6, 7, ledit logement 6, 7 est réalisé en un matériau hautement conducteur de la chaleur, préférentiellement de l’aluminium. Ainsi le logement 6, 7 agit comme un échangeur thermique se refroidissant au contact de l’air environnant.
De manière préférée, il est utilisé de l’aluminium nuance 6000 ou 6085.
Avantageusement, le logement 6, 7 en aluminium est peint afin d’augmenter au maximum son émissivité thermique. Pour cela il est préférentiellement utilisé une peinture de couleur noire et encore préférentiellement une peinture non conductrice afin de former un diélectrique.
Un autre moyen est de forme, afin de profiter de l’aide de la pièce voisine. Selon une autre caractéristique, le logement proximal 6 est conformé de manière à présenter une grande surface de contact avec l’actionneur 5 et/ou son support 14. Ainsi, le logement proximal 6 est de manière importante en conduction thermique optimisée avec ledit actionneur 5 et utilise la surface de l’actionneur 5 et/ou la surface de son support 14 pour augmenter sa surface d’échange thermique avec l’environnement. Ceci augmente d’autant la capacité de refroidissement du logement proximal 6. Il convient de noter que cette caractéristique n’est offerte qu’au logement proximal 6 proche de l’actionneur 5 et non au logement distal 7.
Selon une autre caractéristique, plus particulièrement illustrée à la , visant à réduire la chaleur potentiellement transmise par la vanne d’échappement 1 au logement 6, 7, l’arbre 4 est creux et optionnellement au moins une de ses extrémités est ouverte et débouche hors du corps.
Un logement 6, 7, comprend une cavité apte à permettre la mise en place d’un palier 8, 9. Selon une autre caractéristique, le logement 6, 7 est préférentiellement orienté de manière à ce que ladite cavité ait son ouverture dirigée du côté opposé au corps 2. Ainsi, du côté faisant face au corps 2, le palier 8, 9 est protégé par une toile de matière, limitant au moins le rayonnement thermique subit par le palier 8, 9 logé dans le logement 6, 7.
Ces différentes caractéristiques d’amélioration thermique peuvent être utilisées seules ou en combinaison.
L’utilisation de certaines de ces caractéristiques permet de réduire sensiblement la température observée au niveau d’un palier 8, 9, et ce dans des proportions importantes. Ainsi, de manière illustrative, il est possible avec une température du corps 2 de 680 °C de n’observer au niveau d’un palier 8, 9 qu’une température de 425 °C, soit une réduction de -255 °C ou -37 %. Il est ainsi possible de maintenir un logement 6, 7 à une température faible, 425 °C, nettement inférieure à la température de dégradation d’un palier graphite. Aussi, il est possible d’employer un palier graphite et de résoudre le problème de grincement.
Il convient de noter que sur le mode de réalisation des figures 1-3, les caractéristiques de l’invention ne sont présentes que sur le logement proximal 6. Les caractéristiques de l’invention peuvent bien évidemment être appliquées au logement distal 7 seul ou aux deux logements 6, 7 et ce, indépendamment, dans toute combinaison souhaitée, des caractéristiques différentes étant utilisées pour l’un ou pour l’autre logement 6, 7.
La illustre ensuite une dernière étape consistant à actionner l'outil de formage 200 pour déformer plastiquement la deuxième extrémité du support métallique 22 autour de l'élément de tubage 100 et pour saisir l'élément de tubage 100, l'insert élastomérique 20 étant simultanément plié afin d'entourer l'élément de tubage 100.
Bien entendu, l’invention ne se limite pas aux modes de réalisation précédemment décrits. D’autres modes de réalisation à la portée de l’homme du métier peuvent aussi être envisagés sans sortir du cadre de l’invention définie par les revendications ci-après. En particulier, la forme générale de la tête peut être cylindrique, oblongue, de section transversale ovale. Le nombre de rebords saillants peut être de un ou de plusieurs sans sortir du cadre de l’invention.
Conduite pour le transport de fluides avec contrôle du flambement de la chemise interne anticorrosion La présente invention se rapporte au domaine général des conduites en acier utilisées pour le transport de fluides corrosifs. Elle concerne plus particulièrement les conduites sous-marines ou terrestres en acier de transport d’hydrocarbures, notamment de pétrole et de gaz.
Les conduites sous-marines utilisées pour le transport d’hydrocarbures, notamment de pétrole et de gaz, issus de puits de production sous-marins sont généralement constituées par un tube en acier.
Il a été constaté que les fluides transportés sont corrosifs pour l’acier constitutif des tubes. Aussi, pour les protéger contre la corrosion, il est connu d’insérer ou d’appliquer à l’intérieur de la conduite en acier une couche d’acier résistant à la corrosion – ayant typiquement une épaisseur de l’ordre de 3mm - (cette technique est dite de « CRA cladding » pour « Corrosion Resistance Alloy cladding »).
En alternative, cette solution peut être remplacée par l’insertion d’un chemisage annulaire de protection - ayant typiquement une épaisseur de l’ordre de 10mm - réalisé en matériau polymère, par exemple en matériau thermoplastique. Le chemisage de protection est typiquement inséré par traction à l’intérieur du tube en acier pour venir se plaquer contre la surface interne du tube une fois la force de traction relâchée afin d’obtenir un ajustement serré. Cette technique est assez couramment utilisée pour des conduites de transport de liquide comme de l’eau d’injection mais moins répandue pour des lignes de transports de fluides de production multi-phasiques.
Bien que plus économique que la technique usuelle dite de « CRA cladding », le chemisage en matériau polymère présente l’inconvénient d’être perméable aux gaz et vapeurs provenant des fluides transportés. Aussi, en pratique, du gaz a tendance à pénétrer au travers du chemisage de protection pour venir se loger dans l’espace interstitiel entre le chemisage et la paroi interne du tube en acier.
Au cours du temps, les gaz et vapeurs sont s’accumuler dans l’espace interstitiel et créer ainsi une accumulation de gaz sous pression, plus ou moins uniformément distribuée sur la longueur de la conduite. Or, lorsque la conduite va être dépressurisée, le taux de perméation du chemisage de protection n’est pas suffisamment élevé pour permettre de faire diminuer la pression à l’intérieur de l’espace interstitiel à la même vitesse que la baisse de pression à l’intérieur de la conduite. Un différentiel de pression se créé alors avec une mise en surpression du côté de l’espace interstitiel, avec un risque d’apparition d’un flambement ou effondrement local du chemisage de protection.
L’effondrement local et incontrôlé du chemisage de protection au cours de la dépressurisation de la conduite peut avoir comme conséquence de compromettre l’intégrité du chemisage de protection et donc son efficacité comme protection contre la corrosion de l’acier constituant le tube. De plus, lorsque la conduite est remise en pression, il existe un risque que la partie du chemisage de protection qui s’est effondrée ne puisse pas revenir dans sa forme initiale contre la paroi interne du tube.
Plusieurs solutions ont été envisagées pour résoudre ce problème d’effondrement incontrôlé du chemisage de protection lors de la dépressurisation de la conduite. Certaines prévoient d’appliquer un revêtement adhésif sur la surface interne du tube en acier pour limiter le volume de gaz pouvant passer au travers du chemisage de protection. D’autres solutions connues consistent à former des rainures sur la face externe du chemisage de façon à collecter les gaz ayant traversé le chemisage et à les évacuer vers l’extérieur de la conduite par l’intermédiaire d’orifices externes pratiqués dans le tube. Cette opération de dégazage peut être réalisée en continue ou à intervalles réguliers.
Encore une autre solution consiste à pratiquer des perforations dans le chemisage de protection de façon à mettre en contact l’espace interstitiel avec l’intérieur du chemisage. En cas de dépressurisation de la conduite, les gaz ayant traversé le chemisage vont emprunter ces perforations pour être évacués par l’intérieur du chemisage de façon à garder le différentiel de pression sous la pression d’effondrement du chemisage.
Toutes les solutions de l’art antérieur présentées ci-dessus présentent des inconvénients. En particulier, le recours à un revêtement adhésif sur la surface interne du tube en acier présente l’inconvénient d’une importante complexité de processus de mise en œuvre qui nécessite plusieurs phases d’application de différentes couches suivies de phases de cuisson pour créer l’adhésion. En outre, l’utilisation d‘orifices externes d’évacuation des gaz nécessite de percer le tube en acier, ce qui affaiblit l’intégrité du tube, et de prévoir une ligne d’évacuation des gaz dans l’environnement sous-marin, ce qui augmente les risques de fuites. De plus, cette solution requiert des opérations de maintenance pour activer l’opération de dégazage. Les rainures pratiquées sur la surface externe de la chemise sont également sujettes au bouchage et à l’accumulation de liquide pouvant réduire l’efficacité de la ventilation.
De même, la solution consistant à pratiquer des perforations dans le chemisage de protection présente l’inconvénient de mettre en contact les fluides transportés avec le tube en acier, avec le risque d’engendrer localement de la corrosion.
La présente invention a pour but de proposer une conduite pour le transport de fluides permettant de contrôler l’effondrement d’un chemisage de protection lors d’une dépressurisation de la conduite qui ne présente pas les inconvénients précités.
Par contrôle de l’effondrement, on entend ici que l’invention permet de contrôler la localisation et l’amplitude du flambement du chemisage de protection pendant une opération de dépressurisation de la conduite.
Ce but est atteint grâce à une conduite pour le transport de fluides comprenant un tube en acier destiné à recevoir un écoulement de fluides à transporter, et un chemisage annulaire de protection réalisé en matériau polymère, inséré à l’intérieur du tube contre une surface interne de celui-ci et destiné à assurer une protection de l’acier contre la corrosion des fluides à transporter, et dans laquelle, conformément à l’invention, le chemisage de protection présente, dans un plan de section transversale, au moins une portion angulaire affaiblie dont la résistance mécanique à la déformation radiale est plus faible que celle de la portion angulaire restante du chemisage de protection de façon à contrôler la localisation angulaire et favoriser la propagation axiale d’un flambement du chemisage de protection faisant suite à une dépressurisation de la conduite.
Comme la paroi intérieure 52 de chaque logement radial 50 est en intersection sur tout son contour avec la surface de diamètre D46 constant formant la face externe 46 de la couronne, la réalisation des rainures externes 60 sur la couronne 22 est simplifiée et les rainures externes 60 peuvent être positionnées, le long de l’axe longitudinal X12, au moins partiellement en arrière des logements radiaux 50 pour réduire l’effort élastique de clipsage de la bague 16.
Un deuxième, un troisième, un quatrième et un cinquième mode de réalisation de l’élément mâle de raccord 10 sont représentés en figures 10 à 21. Dans chaque mode de réalisation décrit par la suite, les éléments analogues à ceux du ou des modes de réalisation précédents portent les mêmes références et fonctionnent de la même façon. Dans ce qui suit, on décrit principalement les différences entre un mode de réalisation et le ou les modes de réalisation précédents.
En outre, si un composant est mentionné dans la description d’un mode de réalisation sans être représenté sur les figures 10 à 21, il correspond au même élément représenté sur les figures 1 à 9 pour le premier mode de réalisation.
Le deuxième mode de réalisation est représenté en figures 10 à 12.
Sur les figures 10 à 12, la soupape 28, le ressort 30 et la bague d’arrêt 32, appartenant à l’élément mâle 10 du deuxième mode de réalisation, ne sont pas représentés.
Une des principales différences du deuxième mode de réalisation avec le premier mode est que la bague 16 est une bague fendue. Ainsi, la bague 16 comprend une unique fente longitudinale 300 qui, selon l’axe longitudinal X16, débouche sur la face arrière 84 de la bague 16 et débouche sur la face avant 86 de la bague et qui traversent radialement la bague de part en part depuis la face interne 80 jusqu’à la face externe 82. Ainsi, la fente longitudinale 300 est axialement et radialement traversante. En outre, la bague 16 comprend également des encoches 301, qui sont distinctes de la fente longitudinale 300.
Dans l’exemple donné aux figures 10 à 12 du deuxième mode de réalisation, la bague 16 comprend trois encoches 301. Parmi les encoches 301, la bague comprend deux encoches latérales 302 et une encoche centrale 304 portée par une portion centrale 306 de la bague. Ainsi, la bague 16 comprend deux portions latérales 308 de bague, constituées de part et d’autre de la portion centrale 306. Chaque portion latérale 308 porte une encoche latérale 302.
Chaque portion latérale 308 est donc délimitée circonférentiellement d’une part par la portion centrale 306 et d’autre part par la fente longitudinale 300, et chaque portion latérale est délimitée longitudinalement par la face arrière 84 et par la face avant 86 de la bague 16.
La largeur des portions latérales 308, mesurée le long de la circonférence de l’intersection entre la face arrière 84 et la face externe 82 de la bague, et la longueur de ces portions latérales, mesurée selon l’axe longitudinal X16, sont bien supérieures, c’est-à-dire au moins quatre fois supérieures, à l’épaisseur radiale E16 de la bague. Ainsi, les deux portions latérales sont élastiquement déformables, c’est-à-dire qu’elles sont flexibles autour de la portion centrale 306.
Les portions latérales 308 forment chacune une portion d’extrémité de la bague 16, et en particulier, dans l’exemple du deuxième mode de réalisation, une portion d’extrémité circonférentielle de la bague.
Dans le deuxième mode de réalisation, la bague 16 comprend deux dents internes 309, qui sont disposées au niveau d’une extrémité libre circonférentielle 311 de chacune des portions d’extrémité de bague, c’est-à-dire aux extrémités libres 311 des portions latérales 308 élastiquement déformables, à proximité de la fente longitudinale 300. En d’autres termes, les dents internes 309 sont portées par une extrémité libre circonférentielle 311 des portions d’extrémité de la bague 16. En configuration montée de la bague sur le corps mâle 12, les dents internes 309 sont engagées dans des rainures externes longitudinales 310 de la couronne 22, ménagées en creux à partir de la face externe 46 de la couronne. Comme visible sur la , les rainures externes longitudinales 310 débouchent sur la face avant 48 de la couronne.
Avantageusement, les rainures externes longitudinales 310 sont décalées angulairement des logements radiaux 50 de la couronne 22. Ainsi, les billes de verrouillage 14 sont éloignées des rainures externes.
En variante, les rainures externes longitudinales 310 ne débouchent pas sur la face avant 48 de la couronne, et chaque rainure forme alors une face arrière axiale, qui est en regard, dans la direction longitudinale arrière, de la face avant 86 de la bague 16 et qui permet de retenir la bague montée sur le corps mâle dans la direction longitudinale vers l’avant.
En variante, une seule rainure externe longitudinale 310 est ménagée dans la couronne 22 pour recevoir les deux dents internes 309.
Dans le deuxième mode de réalisation, les encoches 301 sont des encoches circonférentielles, c’est-à-dire qu’elles s’étendent dans une direction circonférentielle, et sont en forme de trous oblongs. Ainsi, la paroi intérieure 102 de chaque encoche 301 présente une face avant 312 plane, une face arrière 314 plane et deux faces latérales 316 qui relient les faces avant et arrière. En d’autres termes le contour de l’intersection entre les encoches 301 et la face extérieure 82 de la bague 16 est un contour fermé. La butée externe 108 d’une encoche est formée de deux zones distinctes, qui sont ménagées d’une part à la jonction de la face avant 312 de la paroi intérieure 102 avec la face externe 82 de la bague 16, et d’autre part à la jonction de la face arrière 314 avec la face externe de la bague. La butée externe d’une encoche, formée de ces deux zones, est donc répartie autour de l’axe central radial A50 du logement radial 50 associé à cette encoche.
Chaque dent interne 309 présente deux faces circonférentielles 320, planes et s’étendant chacune dans un plan radial à l’axe longitudinal X16, c’est-à-dire dans un plan comprenant l’axe longitudinal X16 et une direction radiale à l’axe longitudinal. Les faces circonférentielles 320 d’une dent interne délimitent cette dent dans une direction circonférentielle.
Les pieds peuvent pivoter et devenir parallèles au cadre, permettant ainsi un rangement plus facile le long d'un mur ou toute autre surface.
Les systèmes de manchonnage de l'invention permettent une grande stabilité et sécurité de la structure
30 Des modules différents (A, B, C et D), associés entre eux, créent des ensembles.
Ils sont reliés par des manchonnages tubulaires, donnant de la rigidité et facilitant l'assemblage.
Les figures d'ensembles présentées, sont des variantes d'une base commune, appelée :
(ensemble ABC). Elles sont déclinées en deux hauteurs différentes, créant ainsi un modèle «HAUT» et un modèle« BAS».
Cette base commune, associée à un ou plusieurs modules, fig (D), crée différentes
variantes possibles. Les dessins annexés illustrent l'invention.
5 Cette base, fig (ABC) est constituée de deux structures grillagées en métal soudé; (voir fig A et B).
Elles sont réunies entre elles par un manchonnage (M). Un écrou et une vis (E) condamnent leur liaison, en les vissant dans l'orifice commun. (Serrage effectué au moyen de deux clés 6 pans creux, fournies).
10 Deux pièces, fig (C) viennent se manchonner dans les tubes de ces structures A et B et constituent ainsi deux pieds, avec la possibilité de modifier la hauteur de jeu. Deux vis et deux écrous (E) condamnent leur liaison.
La modification de l'orientation des manchonnages de pieds, fig (C) dans les modules, fig (A et B) permettent de choisir entre une position « sport /jeu » et une position « rangement »
15 en réduisant ainsi le volume de stockage.
En insérant un module, fig (D) entre les modules, fig (A et B), on crée un ensemble (ABCD) dont les manchonnages sont condamnés par des vis et écrous (F).
En insérant deux modules, fig (D) entre les modules, fig (A et B), on crée un ensemble, fig (ABCDD), dont les manchonnages sont condamnés par des vis et des écrous (F).
Avantageusement, le retrait du premier substrat 110 se déroule en deux sous-étapes.
On réalise, dans une première sous-étape, un amincissement par rodage mécanique pour retirer rapidement une première partie du premier substrat 110 à partir de la première face principale. Typiquement, on retire une épaisseur de quelques centaines ou dizaines de micromètres, jusqu’à une épaisseur typiquement inférieure à 30 ou 50 µm, ou inférieure à 20 ou 30µm voire même inférieure à 10 µm. On peut retirer une première partie de manière à avoir une deuxième partie dont l’épaisseur fait moins de 5 µm. Après amincissement par rodage mécanique, la variation d’épaisseur totale (TTV) à la surface du premier substrat aminci peut être supérieure ou égale à 2000nm ou supérieure ou égale à 2500nm. Elle peut également être inférieure, par exemple, la variation d’épaisseur totale (TTV) à la surface du premier substrat aminci peut être de 500nm.
Puis dans une deuxième sous-étape, on réalise un polissage mécano-chimique (CMP pour ‘Chemical Mechanical Polishing’) et/ou gravure chimique (par voie humide et/ou par voie sèche), permettant de retirer plus finement la deuxième partie du premier substrat 110 jusqu’à la deuxième face principale du premier substrat 110 (étape c).
Avantageusement, la deuxième sous-étape permet d’obtenir une surface sans défaut, et notamment sans rayure.
À l’issue de la deuxième sous-étape, la TTV demeure supérieure ou égale à 2000 nm voire supérieure ou égale à 2500 nm.
À l’issue de l’étape b), le premier substrat 110 a été aminci jusqu’à la seconde principale.
On appelle TTV d’arrivée (‘TTV landing’) la variation d’épaisseur lorsque l’on atteint la seconde face principale du premier substrat 110 en contact avec la première couche d’arrêt 111. Cette variation d’épaisseur est au moins en partie transférée à la première couche d’arrêt. On appelle TTV transférée (‘TTV transferred’), la variation d’épaisseur totale transférée à la première couche d’arrêt.
La représente la TTV transférée à une couche d’arrêt en SiGe après le retrait d’une couche de silicium, avec une solution de TEAH, pour différents TTV d’arrivée. Ce graphique représente également les épaisseurs critiques tc pour des couches de SiGe ayant des concentrations de 20%, 30% et 40%. Cette figure permet de déterminer l'épaisseur minimale d'une couche de SiGe pour éliminer complètement du silicium par gravure et arrêter la gravure à l'intérieur de la couche de SiGe, sans la retirer complètement (autrement dit sans atteindre la couche sous-jacente).
Les valeurs des épaisseurs critiques proviennent de l’article de Hartmann et al. précédemment cité.
La montre par exemple qu'une couche de Si avec une TTV d’arrivée de 3500 nm pourrait être gravée en utilisant une couche de SiGe pseudomorphique de 20% d'environ 240 nm. Pour une TTV d’arrivée de 2000 nm, une couche de SiGe à 30% voire même à 35% pourrait être utilisée. Cependant, les épaisseurs critiques de ces couches ne sont pas compatibles avec les concentrations nécessaires pour absorber les TTV d’arrivée.
La représente la variation d’épaisseur transférée en fonction des interfaces d’une structure obtenue selon une séquence typique d’enlèvement Si/interface 1/SiGe/interface 2/Si/interface 3/SiGe/interface 4/Si avec une faible TTV d’arrivée (‘TTV landing’), ici 500nm. Pour obtenir une TTV transférée sub-nanométrique (i.e. ayant une valeur inférieure à 1nm), une couche d’arrêt en SiGe ayant une concentration atomique d’au moins 25% est suffisante.
La représente cette fois la variation d’épaisseur totale transférée en fonction des interfaces (mêmes interfaces que pour la ) avec un fort TTV d’arrivée (TTV landing), ici 2000nm. Il semblerait tentant de choisir une première couche d’arrêt avec des concentrations de 30% ou 35%, mais leurs épaisseurs ne seraient pas compatibles avec les épaisseurs critiques ( ). Plusieurs couches d’arrêt sont donc nécessaires pour pouvoir obtenir une TTV sub-nanométrique pour la couche active.
La représente l’évolution de la TTV transférée avec des couches d’arrêt en SiGe à 20% pour différents TTV landing (de 1000nm à 3000nm) avec les mêmes interfaces que pour la . Il ressort clairement de cette figure qu’avec une TTV d’arrivée de 3000 nm, une seule couche d’arrêt conduit à une TTV de l’ordre de 10 nm ce qui est inacceptable dans le cas d’applications microélectroniques avancées. En revanche, avec deux couches d’arrêt en SiGe à 20%, on obtient en arrivant sur la couche active une TTV introduite par le procédé d’amincissement inférieure à 1 nm.
Après l’étape c), on retire successivement les autres couches du premier empilement jusqu’à obtenir un substrat de type SOI ou SiGeOI (étape c) :