Titre de l'invention : Organe de compression pour conduite de transport de fluides munie d'un chemisage interne de protection

Domaine Technique

[0001] La présente invention se rapporte au domaine général des conduites réalisées par assemblage d'éléments de conduites en acier et comportant un chemisage interne en matière plastique protégeant de la corrosion les parois en acier des conduites.

[0002] La présente invention concerne plus précisément des conduites véhiculant des fluides corrosifs, notamment des conduites sous-marines véhiculant de l'eau de mer sous pression destinée à être injectée dans des puits de champs pétroliers.

Technique antérieure

[0003] De telles conduites sous-marines sont généralement réalisées par soudage bout à bout des extrémités d’éléments de conduites en acier. Les aciers constituant les conduites et les soudures entre éléments de conduites peuvent être sujet à la corrosion lorsque la conduite véhicule un fluide corrosif, notamment de l’eau ou un fluide comportant de l’eau, et plus particulièrement de l’eau salée.

[0004] Une solution connue pour pallier ce problème consiste à protéger la surface interne en acier de la conduite contre la corrosion par application d'un chemisage (appelé aussi « liner ») réalisé à partir d’un revêtement souple en matériau thermoplastique. Cependant, les extrémités des éléments de conduite ne doivent pas être pré-revêtues par ce revêtement de protection. En effet, celui-ci ne supporte pas les températures élevées mises en oeuvre lors des opérations de soudage des éléments de conduite entre eux.

[0005] Pour assurer la continuité du revêtement de protection en matériau thermoplastique aux extrémités des deux éléments de conduite à souder, il est connu d'insérer un manchon tubulaire de jonction en matériau anti corrosion dans la conduite, le manchon venant chevaucher de manière étanche les extrémités des deux revêtements de protection à l’intérieur de la conduite et au droit de la soudure à réaliser. Ce type de solution permet ainsi d’éviter la réalisation d'un chemisage en acier allié anticorrosion et/ou d'une soudure en acier allié anticorrosion. En revanche, ces manchons tubulaires de jonction présentent l'inconvénient d'être complexes et coûteux à mettre en place.

[0006]0n connaît également du document WO 2020/053511 une solution pour assembler les éléments de conduite à souder directement entre eux avec une soudure périphérique en acier anticorrosion. Une bague de compression en acier allié résistant à la corrosion est insérée à l'intérieur de la partie terminale de chaque élément de conduite afin d'assurer la protection et l'isolation de la partie terminale du revêtement de protection lors du soudage des extrémités des éléments de conduite.

[0007] Cette solution permet ainsi d'assurer la protection contre la corrosion de la paroi interne de la conduite avec un revêtement de protection en matière thermoplastique sur la partie courante des éléments de conduites et un revêtement en acier anticorrosion aux extrémités à souder des deux éléments de conduite, et ce sans recourir à un manchon tubulaire de jonction et/ou sans intercaler de pièce de raccordement en acier de plus petite dimension que l'élément de conduite à souder entre les deux éléments de conduite d’autre part.

[0008] Dans cette solution, la bague de compression comprend une partie terminale de forme tronconique afin de créer une variation progressive du diamètre interne de la conduite au niveau de la transition entre la partie terminale de la couche en alliage anticorrosion non chemisée et la partie terminale du revêtement en matière plastique en sur épaisseur par rapport à la deuxième partie terminale de la couche en alliage anticorrosion non chemisée.

[0009]0r, une telle bague de compression présente l'inconvénient d'être difficile à insérer en force à l'intérieur de la conduite puisque sa partie terminale de forme tronconique n'offre pas de surface d'appui suffisante pour un outil de poussée (typiquement un piston hydraulique). Un outil de poussée spécifique à ce type de bague de compression doit donc être utilisé.

Exposé de l'invention

[0010] L'invention a donc pour but de proposer un organe de compression qui puisse être aisément insérée dans la conduite par un outil de poussée classique tout en facilitant le passage de racleurs à l'intérieur de la conduite.

[001 l]Ce but est atteint grâce à un organe de compression pour conduite de transport de fluides munie d'un chemisage interne de protection, comprenant une bague annulaire qui est destinée à être insérée en force à l'intérieur de la conduite et qui comprend une extrémité aval d'insertion ayant une forme tronconique, une extrémité amont de poussée opposée à l'extrémité d'insertion, et une partie centrale sensiblement cylindrique reliant entre elles les extrémités amont et aval et destinée à venir comprimer une extrémité du chemisage interne de protection contre une paroi interne de la conduite, dans lequel, conformément à l'invention, l'extrémité de poussée comprend :

- une collerette annulaire faisant saillie radialement vers l'extérieur et formant une surface d'appui pour un outil de poussée de la bague à l'intérieur de la conduite ;

- une cavité annulaire formée en amont de la collerette ; et

- un élément annulaire de remplissage de la cavité qui est destiné à être inséré à l'intérieur de la cavité de la bague, l'élément de remplissage étant une pièce indépendante de la bague qui présente une forme tronconique de façon à faciliter le passage de racleurs à l'intérieur de la conduite une fois l'élément de remplissage inséré à l'intérieur de la cavité de la bague.

[0012] L'invention est remarquable notamment en ce qu'elle propose un organe de compression muni à la fois d'une surface d'appui droite pour permettre à l'outil de poussée de prendre appui pour insérer en force la bague à l'intérieur de la conduite, et d'une forme tronconique lui permettant de faciliter le passage de racleurs à l'intérieur de la conduite. [0013] De préférence, la cavité de la bague comprend à une extrémité amont un rebord en saillie vers l'intérieur pour assurer un blocage axial de l'élément de remplissage une fois celui-ci inséré à l'intérieur de la cavité.

[0014]Selon un premier mode de réalisation, l'élément de remplissage est une couronne de forme tronconique réalisée en matériau polymère qui est apte à se déformer pour venir s'insérer en force dans la cavité de la bague.

[0015]Selon un deuxième mode de réalisation, l'élément de remplissage est composé d'un matériau injecté dans un moule de forme tronconique préalablement positionné autour de la cavité.

[0016]Selon un troisième mode de réalisation, l'élément de remplissage est un anneau de forme tronconique qui est réalisé en matériau polymère et qui est fendu de façon à permettre une réduction de son diamètre lors de son insertion en force dans la cavité de la bague.

[0017] Dans ce mode de réalisation, l'anneau peut comprendre en outre un jonc d'arrêt logé dans une rainure annulaire de façon à assurer une retenue de l'anneau dans la cavité de la bague.

[0018]Quel que soit le mode de réalisation, l'extrémité amont de la bague est avantageusement soudée sur la paroi interne de la conduite.

[0019] De plus, la forme tronconique de l'extrémité d'insertion de la bague est avantageusement évasée vers l'aval et la forme tronconique de l'élément de remplissage est évasée vers l'amont.

[0020] L'invention a également pour objet un procédé de montage de l'organe de compression tel que défini précédemment à l'intérieur d'une conduite de transport de fluides muni d'un chemisage interne de protection, comprenant l'insertion en force de la bague à l'intérieur de la conduite à l'aide d'un outil de poussée prenant appui contre la collerette de l'extrémité de poussée, le soudage d'une extrémité amont de la bague sur une paroi interne de la conduite, et l'insertion de l'élément de remplissage à l'intérieur de la cavité de la bague.

[0021] Dans le cas d'une application à un organe de compression selon le premier mode de réalisation, la couronne formant l'élément de remplissage est avantageusement déformée par chauffage préalablement à son insertion à l'intérieur de la cavité de la bague.

[0022] Dans le cas d'une application à un organe de compression selon le deuxième mode de réalisation, l'étape d'insertion de l'élément de remplissage comprend avantageusement la mise en place du moule de forme tronconique autour de la cavité de la bague, l'injection d'un matériau dans le moule pour le remplir, le refroidissement du matériau injecté, et le retrait du moule.

[0023] Dans ce cas, le matériau injecté dans le moule peut être une résine époxy, une mousse de polyuréthane ou une mousse de polyéthylène.

[0024] Dans le cas d'une application à un organe de compression selon le troisième mode de réalisation, l'anneau formant l'élément de remplissage est avantageusement déformé par réduction de son diamètre préalablement à son insertion à l'intérieur de la cavité de la bague.

Brève description des dessins

[0025] [Fig. 1] La figure 1 est une vue en perspective et partielle d'un organe de compression selon un premier mode de réalisation de l'invention.

[0026] [Fig. 2A] ; [Fig. 2B] ; [Fig. 2C] Les figures 2A à et 2C sont des vues schématiques de différentes étapes du montage de l'organe de compression de la figure 1.

[0027] [Fig. 3A] ; [Fig. 3B] ; [Fig. 3C] Les figures 3A à 3C représentent des étapes du montage d'un organe de compression selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

[0028] [Fig. 4] La figure 4 est une vue schématique et en perspective d'un organe de compression selon un troisième mode de réalisation de l'invention.

Description des modes de réalisation [0029] L'invention concerne un organe de compression destiné à être inséré à l'intérieur d'une conduite de transport de fluides corrosifs qui est munie d'un chemisage interne de protection.

[0030] L'organe de compression selon l'invention se compose d'une bague annulaire telle que représentée sur la figure 1, et d'un élément de remplissage venant se loger dans une cavité de la bague.

[0031] La figure 1 représente de façon schématique et en perspective une bague annulaire 2 d'un organe de compression selon un premier mode de réalisation de l'invention.

[0032] Comme représenté sur les figures 2A à 2C, cette bague 2 est destinée à être insérée en force à l'intérieur d'une conduite 4 de transport de fluides corrosifs munie d'un chemisage interne de protection 6, réalisé par exemple dans un matériau thermoplastique.

[0033] La bague 2 présente un axe de révolution X-X qui est centré sur l'axe de la conduite 4 lorsqu'elle est insérée à l'intérieur de celle-ci.

[0034] La bague 2 comprend une extrémité aval d'insertion 8 ayant une forme tronconique, une extrémité amont de poussée 10 opposée à l'extrémité d'insertion, et une partie centrale 12 sensiblement cylindrique reliant entre elles les extrémités aval 8 et amont 10.

[0035] La partie centrale 12 de la bague est destinée à venir comprimer l'extrémité du chemisage interne de protection 6 contre la paroi interne de la conduite 4.

[0036] Conformément à l'invention, l'extrémité de poussée 10 de la bague 2 comprend notamment une collerette annulaire 14 qui fait saillie radialement vers l'extérieur. Cette collerette 14 présente une face plane arrière 14a qui s'étend selon une direction radiale (par rapport à l'axe de révolution X-X de la bague) et qui forme ainsi une surface d'appui pour un outil de poussée de la bague à l'intérieur de la conduite.

[0037] L'extrémité de poussée 10 de la bague 2 comprend également une cavité annulaire 16 qui est formée en amont de la collerette 14. Comme représenté sur la figure 2A, cette cavité 16 est en saillie radialement par rapport à la partie centrale 12 de la bague et vient en appui directement contre la paroi interne de la conduite.

[0038] L'extrémité de poussée 10 de la bague comprend encore un élément annulaire de remplissage 18 qui est destiné à être inséré à l'intérieur de la cavité 16.

[0039]Cet élément de remplissage 18 est une pièce indépendante de la bague 2 (il est notamment inséré dans la conduite après que la bague ait été insérée). Il présente une partie 18a ayant une forme tronconique de façon à faciliter le passage de racleurs à l'intérieur de la conduite une fois qu'il aura été inséré à l'intérieur de la cavité de la bague.

[0040] Par ailleurs, afin d'assurer un blocage axial de l'élément de remplissage 18 une fois celui-ci inséré à l'intérieur de la cavité 16 de la bague, celle-ci comprend à une extrémité amont un rebord 20 faisant saillie vers l'intérieur.

[0041] Plusieurs modes de réalisation de l'élément de remplissage sont envisageables.

[0042] Les figures 2A à 2C montrent un premier de ces modes de réalisation. Dans ce premier mode de réalisation, l'élément de remplissage est une couronne 18 de forme tronconique qui est réalisée en matériau polymère et qui est apte à se déformer pour venir s'insérer en force dans la cavité 16 de la bague.

[0043]Comme représenté sur la figure 2A, la bague 2 est d'abord insérée en force à l'intérieur de la conduite 4 par l'intermédiaire d'un outil de poussée (non représenté), typiquement un piston hydraulique, venant prendre appui contre la surface d'appui 14a de la collerette 14 de la bague.

[0044] Lorsque la bague 2 est correctement positionnée, la couronne 18 en matériau polymère est à son tour insérée à l'intérieur de la conduite 4 au moyen d'un autre outil (non représenté).

[0045] Lorsque la couronne 18 atteint le rebord 20 de la cavité de la bague (figure 2B), elle se déforme localement afin de pouvoir franchir cet obstacle et passer au-delà. [0046] Une fois qu'elle a passé le rebord 20, la couronne reprend sa forme initiale et vient se loger à l'intérieur de la cavité 16 (figure 2C). Compte-tenu de sa partie 18a de forme tronconique, l'organe de compression présente ainsi une forme tronconique à ses deux extrémités longitudinales, permettant ainsi de faciliter le passage de racleurs à l'intérieur de la conduite (dans les deux sens d'avance).

[0047]0n notera que pour faciliter sa déformation locale et son insertion dans la cavité de la bague, la couronne 18 peut avantageusement être déformée par chauffage préalablement à son insertion à l'intérieur de la cavité de la bague. Une fois la couronne installée dans la cavité et refroidie, elle reprend sa rigidité initiale.

[0048] Les figures 3A à 3C représentent un deuxième mode de réalisation possible pour l'élément de remplissage.

[0049] Dans ce mode de réalisation, l'élément de remplissage est composé d'un matériau 18' qui est injecté dans un moule 22 de forme tronconique préalablement positionné autour de la cavité 16.

[0050] Plus précisément, une fois la bague 2 correctement positionnée à l'intérieur de la conduite 4, un moule 22 ayant une forme tronconique est inséré à l'intérieur de la conduite pour venir se positionner autour de la cavité pour fermer celle-ci (figure 3A).

[0051] Le moule 22 comprend au moins un orifice d'injection 22a, et au moins un orifice d'évacuation d'air 22b.

[0052] Le volume vide de la cavité 16 ainsi fermée est alors rempli par l'injection (via l'orifice d'injection 22a) de matériaux résine de type époxy, mousse de polyuréthane ou mousse de polyéthylène (figure 3B). Au cours du remplissage, l'air est remplacé peu à peu par les matériaux injectés et s'échappe hors de la cavité par l'orifice d'évacuation d'air 22b.

[0053] Une fois que le volume de la cavité est entièrement comblé par les matériaux injectés, le moule est retiré hors de la conduite. La cavité 16 est alors remplie d'un élément de remplissage 18' et l'organe de compression présente ainsi une forme tronconique à ses deux extrémités longitudinales (figure 3C). [0054] La figure 4 représente un troisième mode de réalisation possible pour l'élément de remplissage.

[0055] Dans ce mode de réalisation, l'élément de remplissage est un anneau 22" de forme tronconique qui est réalisé en matériau polymère et qui est fendu de façon à permettre une réduction de son diamètre lors de son insertion en force dans la cavité de la bague.

[0056] Comme représenté sur la figure 4, l'anneau 22" présente une fente 24 qui permet de réduire légèrement son diamètre afin de faciliter son insertion en force à l'intérieur de la cavité de la bague.

[0057] Une fois la bague 2 correctement positionnée à l'intérieur de la conduite 4, l'anneau 22" est déformé par réduction de son diamètre pour faciliter son insertion à l'intérieur de la cavité de la bague. Lorsque l'anneau est correctement positionné à l'intérieur de la cavité, la déformation cesse et il reprend son diamètre initial.

[0058] De façon avantageuse, l'anneau 22" comprend en outre un jonc d'arrêt 26 (type circlips) qui est logé dans une rainure annulaire de façon à assurer une retenue de l'anneau dans la cavité de la bague.

[0059]0n notera que quel que soit le mode de réalisation de l'organe de compression, l'extrémité amont 10 de la bague 2 est de préférence soudée sur la paroi interne de la conduite.

[0060] On notera également que la forme tronconique de l'extrémité d'insertion 8 de la bague 2 est évasée vers l'aval, tandis que la forme tronconique de l'élément de remplissage 18, 18', 18" est évasée vers l'amont.