PIPE JOINT, IN PARTICULAR FOR OIL PIPES

Abstract: 1. A pipe joint, in particular for oil pipes, of the type comprising a male element (4) and a female element (5) with corresponding threads (6a, 7a), the sealing being achieved at the end of the male element within the interior of the female element, characterized by the fact that in the vicinity of its end the female element comprises a concave frusto-conical surface (10b), in that the male element comprises a convex frusto-conical surface (10a) facing and situated at a given distance from said concave frusto-conical surface (10b) of the female element, and in that an annular blocking element (12) is interposed between the two assembled tubes in the vicinity of the end of the female element for protecting the interior of the joint from the effects of erosion and/or corrosion.

Description: Joint pour tubes, notamment pour tubes pétroliers. La présente invention concerne un nouveau joint pour tubes, notamment pour tubes pétroliers, du type comportant un élément male et un élément femelle réunis entre eux par des filetages correspondants. Les joints de cette nature sont notamment utilisés pour réunir les uns aux autres des tubes ou tronçons de tube et réaliser ainsi une longue colonne ou train de tubes. Ces colonnes ou trains de tubes sont utilisés comme tubes de production par exemple dans les trous forés pour l'exploitation pétroliêre,les gisements miniers et/ou en géothermie. Les tubes de production sont généralement introduits dans d'autres tubes dits de cuvelage qui, dans la zone de production, comportent des orifices reliant l'extérieur des tubes de cuvelage à l'espace annulaire ménagé entre les tubes de production et les tubes de cuvelage à la zone de production. On sait que toute exploitation d'un gisement de quelque nature que ce soit, entrain des particules de terrain qui s'introduisent dans ledit espace annulaire, a travers les orifices précités des tubes de cuvelage. Ces partiales de terrain sont introduites à une vitesse plus ou moins grande dépendant de la pression différentielle régnant entre l'intérieur et l'extérieur du tube de production. Dans certains cas, la pression différentielle peut varier dans un sens ou dans l'autre de façon importante. La vitesse de déplacement des particules peut varier fortement et atteindre des valeurs telles que le tube de production est endommagé et même troué sous l'impact répété des particules solides de terrain qui sont projetées sur lui. Plusieurs solutions ont été proposées pour augmenter la durée de vie des tubes de production. Une première solution consiste à augmenter l'épaisseur du tube de production de manière à renforcer le tube de production, Une seconde solution consiste à recouvrir le tube de production, au niveau du joint, par un manchon de protection. La seconde solution n'est pas toujours possible à mettre en oeuvre et entraîne non seulement des colts plus importants mais surtout elle complique considérablement la mise en place des tnxr çons de tube dans le puits de forage. C'est pourquoi la préférence est donnée actuellement à la première solution du fait de sa plus grande simplicité de mise en oeuvre. Toutefois, un inconvénient subsiste. En effet, lorsqu'on assemble par vissage deux éléments l'un dans l'autre, le serrage du joint et l'étanchéité sont obtenus gracie à des portées situées à I'extrémité de l'élément mâle à l'intérieur de l'élé- ment femelle. Il s'eïrsuit qu'à la partie extérieure du tube, il se trouve des discontinuités au niveau des joints tout le long du tube de production. De telles discontinuités présentent une largeur égale a la différence entre le diamètre externe du tube de production et le diamètre externe du cône fileté malte. Par ailleurs, -le tube de cuvelage, peut comprendre dans la zone de production, jusqu'à treize orifices par mètre. Comme il est pratiquement impossible de faire en sorte que ces orifices ne soient pas en regard des discontinuités créées au niveau des joints, les particules de terrain introduites à grande vitesse, à travers le tube de cuvelage, peuvent s'introduire également dans les discontinuités ou plus exactement dans l'espace libre entre deux éléments de tube assemblés. Dès lors, il se produit une érosion de la partie filetée mâle dont le diamètre est réduit par rapport au diamètre externe de la partie cylindrique du tube de production. Cette érosion est d'autant plus favo risée que la discontinuité est plus importante. De plus, par cette discontinuité de l'eau et/ou autre fluide sont introduits entre les parties filetées mâle et femelle pour se déposer contre les butées internes, facilitant ainsi la corrosion des filets et de la matière dans le cas de réactions chimiques corrosives. La présente invention a pour objet un perfectionnement aux joints pour tubes de plus grande épaisseur qui a pour but de remédier aux inconvénients rappelés ci-dessus. Le nouveau joint selon la présente invention est du type comportant un élément m le et un élément femelle avec des filetages correspondants, la liaison étanche entre les deux éléments étant réalisée à l'extrémité de l'élément male, ce joint étant caractérisé par le fait qu'à l'extrémité de l'élément femelle chaque élément comprend au moins une partie conique et qu'un organe d'étanchéité annulaire est interposé entre les deux éléments assemblés au voisinage de l'extrémité de l'élément femelle. Un avantage de la présente invention est de conserver une épaisseur la plus constante possible au niveau du joint et de protéger l'intérieur du joint des effets de l'érosion et/ou de la corrosion. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront à la lecture de la description donnée à titre d'exemple non limitatif d'un mode de réalisation de l'invention, ainsi que du dessin annexé dans lequel la figure unique est une coupe verticale partielle et schématique d'un tube de production disposé à 1' intérieur d'un tube de cuvelage. A l'intérieur d'un tube de cuvelage cylindrique (1) se trouve disposé un tube de production (2). Le tube de cuvelage (1) qui se trouve , dans la zone de production comprend des orifices (3) réalisés in situ par tout moyen approprié connuetel que des charges creuses Le tube de production est constitué par des éléments tubulaires (4), (5) reliés les uns aux autres par un joint selon l'invention. Chaque élément (4), (5) comprend à une de ses extrémités un filetage maie et un filetage femelle. Seules l'extrémité maie (6) de l'élément de tube supérieur (4) et l'extrémité femelle (7) de l'élément inférieur (5) sont représentées sur la figure. Les extrémités des éléments maie (6) et femelle (7) sont munies de filetages coniques correspondants (7a) de manière à pouvoir être vissées l'une dans l'autre. Des butées d'étanchéité et de limitation de vissage (8) sont situées à l'extrémité de l'élément maie et à l'intérieur de l'élément femelle. Chaque élément de tube (4), (5) comprend dans la zone (9) à 1' extrémité de l'élément femelle (7) une partie conique (10) suivie d'une partie cylindrique (11) puis d'un épaulement. Près de la jonction des parties (10) et (11) se trouve ménagée sur l'un des éléments maie ou femelle (4),(5) une gorge 12 dans laquelle est disposé un organe d'étanchéité annulaire 13. Dans le mode de réalisation représenté la gorge 12 est ménagée dans l'élément femelle (5). Lorsque les éléments tubulaires (4), (5) sont assemblés, il se forme un canal (14) qui suit le contour des parties coniques (10) cylindriques (il) et de l'épaulement, qui selon l'invention estin- terrompu et divisé en deux parties par l'organe d'étanchéité (13). Lorsque des particules de terrain débouchent à grande vitesse, sous forme de jets (16) par les orifices (3), dans l'espace annulaire (15) ménagé entre le tube de cuvelage (1) et le tube de production (2), certaines d'entre elles qui se trouvent en face de la zone (9) à l'extrémité de l'élément femelle pénètrent dans le canal 14 et tendent a provoquer l'érosion du tube de production. Toutefois, grace à l'invention, ces particules de terrain (16) doivent, pour trouer le tube de production (2), éroder la presque totalité de son épaisseur. En effet, en supposant que les particules érodent la pointe de la partie conique 10 dans la région R1, elles auront à franchir la barrière métallique constituée par l'épaisseur el du tronçon (4) qui est nettement supérieure à l'épaisseur e2 de la partie filetée (6). De meme, si des jets de particules (16) érodent le tube de production (2) au niveau de l'épaulement de l'élément femelle, c 'est-à-dire dans la région R2 et en supposant qu'un orifice (3) soit en regard de la région R2, les jets 16 devraient pour atteindre l'intérieur du tube de production, traverser succesivement l'épaisseur e3 de l'élément femelle (5) puis l'épaisseur e '2 de l'élément mal (4), l'épaisseur e2 étant sensiblement égale à l'épaisseur e2 de la partie filetée 6 Ainsi quelle que soit la zone d'impact des jets de particules (16) l'obstacle à franchir par lesdites particules est pratiquement l'épaisseur totale du tube de production. De plus, grâce à la présente invention, les particules et autre fluide s'introduisant à l'extrémité externe du canal (14) sont arrêtés par le joint d'étanchéité (13), ce qui évite un dépôt de particule à l'intérieur du joint. La partie conique 10 fait, avec la verticale de préférence un angle de 300 qui permet un usinage aisé des parties (4) et (5) et qui offre une résistance maximale a la pénétration des particules de terrain dans le canal (14). Il est à noter que les éléments de tubes pourvus de joints selon la présente invention peuvent être réunis aux éléments de tubes classiques comprenant une partie male et une partie femelle correspondantes. Bien entendu, l'invantion n'est nullement limitée au mode de réalisation de l'exemple décrit et représenté et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention.

Claims: Rxsdications de brevet 1. Joint pour tubes, notamment pour tubes pétroliers, du type comportant un élément male (4) et un élément femelle (5) avec des filetages correspondants, l'étanchéité étant réalisée à l'extrémité de l'élément mAle à l'interieur de l'élément femelle, caractérisé par le fait qu'au niveau de l'extrémité de l'élément femelle chaque élément de tube comprend au moins une partie conique (10) et qu'un organe d'étanchéité annulaire (12) y est interposé entre les deux éléments de tubes assemblés. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque partie conique (10) est prolongée par au moins une partie cylindrique (11). 3. Joint selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que chaque partie conique (10) éventuellement suivie d'une partie cylindrique (11) est prolongée par un épaulement. 4. Joint selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité annulaire (12) est disposé sur la partie cylindrique (11). 5. Joint selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'or- gane d'étanchéité annulaire (12) est disposé dans une gorge annulaire ménagée dans l'élément femelle. 6. Joint selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie conique fait un angle d'environ 300 avec l'axe du tube.

Inventors: MIFFRE, HUBERT
Applicants: VALLOUREC SOCIETE ANONYME DITE.
Application year: 1983
Main classification: E21B17
IPC codes: E21B17, F16L15, F16L57