TITRE : Procédé optimisé d’évaluation de la qualité de raccordement de deux composants tubulaires

La présente invention se rapporte, de manière générale, à des composants tubulaires filetés et, plus précisément, à un procédé de raccordement d’une portion filetée d’un premier composant tubulaire avec une portion filetée d’un deuxième composant tubulaire.

Plus particulièrement, l’invention concerne un procédé d’ évaluation de la conformité du raccordement d’une portion filetée d’un premier composant tubulaire avec une portion filetée d’un deuxième composant tubulaire.

Dans le domaine de l’ exploitation pétrolière et gazière, que ce soit dans le cadre d’une implantation offshore ou onshore qui fait intervenir des opérations de forages et d’ exploitation de puits, les opérations réalisées comprennent le raccordement de composants tubulaires entre eux et leur descente dans les puits afin de constituer des colonnes de forage ou des colonnes de puits d’ exploitation de pétrole ou de gaz.

Une portion filetée mâle ou femelle disposée à une extrémité d’un premier composant tubulaire peut être directement raccordée à une portion filetée complémentaire d’un deuxième composant tubulaire.

Selon un autre cas, les premier et deuxième composants tubulaires peuvent être indirectement raccordés au moyen d’un composant tubulaire intermédiaire, tel qu’un raccord.

Les composants tubulaires sont assemblés sous des contraintes définies afin de répondre aux exigences de serrage et d’ étanchéité imposées par des conditions d’utilisation, afin de garantir l’intégrité de l’ assemblage lors de son utilisation sur toute sa durée de vie.

Cependant, il peut arriver que le raccordement ne soit pas correctement réalisé ce qui peut engendrer des défauts d’ étanchéité dans la conduite, voire endommager les composants tubulaires ou conduire à leur séparation prématurée.

Ainsi, la qualité du vissage influe directement sur l’ étanchéité et la longévité de l’ assemblage de composants tubulaires. Il est donc nécessaire d’ évaluer la qualité du raccordement effectué en validant ou invalidant la conformité du vissage réalisé.

Classiquement, les outils destinés au raccordement de composants tubulaires comprennent des capteurs configurés pour déterminer le couple appliqué lors du vissage ainsi que le nombre de tours du premier composant tubulaire relativement au deuxième composant tubulaire. Ces outils permettent de tracer une courbe représentant l’ évolution de la valeur du couple en fonction du nombre de tours effectués pendant l’ assemblage, que l’on appelle généralement une « courbe de vissage ».

Des solutions d’ évaluation de la qualité de raccordement de deux composants tubulaires consistent en l’ étude de la courbe de vissage par une personne compétente.

Cependant, cette personne peut être alors sujette aux risques liés à sa présence sur la plate-forme sur laquelle a lieu le raccordement. De plus, certains critères ne peuvent pas être aisément interprétés par l’opérateur. En outre, ce type d’ évaluation est dépendant des compétences de l’opérateur et ne présente donc pas une fiabilité satisfaisante.

D ’ autres procédés connus d’ évaluation de la qualité de raccordement de deux composants tubulaires sont automatisés et basés sur du « Machine learning » . Ils reposent sur l’ analyse de certains paramètres de la courbe de vissage obtenue.

A partir de la valeur de ces paramètres, un statut de raccordement des composants tubulaires représentatif de l’ état, conforme ou non conforme, est associé à la courbe de vissage qui permet de définir si le raccordement est, respectivement, conforme ou non conforme aux spécifications attendues.

Cependant, la probabilité d’une évaluation non satisfaisante reste importante. Il y a nécessité de diminuer cette probabilité d’ évaluation non satisfaisante. Une partie des raccordements non conformes peuvent être considérés à tort comme ayant été effectués avec succès, et inversement. Or un raccordement mal effectué peut avoir des conséquences dramatiques pour la sécurité ou l’environnement. Il y a nécessité d’ améliorer les techniques d’ évaluation du raccordement de composants tubulaires pour améliorer l’intégrité de la colonne constituée. L ’invention a donc pour but de pallier ces inconvénients et se rapporte à un procédé de raccordement de composants tubulaires filetés conduisant à une évaluation précise et fiable de la qualité du raccordement.

Il est ainsi proposé un procédé de raccordement entre une première portion filetée d’un premier composant tubulaire et une deuxième portion filetée d’un deuxième composant tubulaire, lesdites première portion filetée et deuxième portion filetée présentant un couple optimal prédéterminé correspondant à un couple à atteindre à une position finale de raccordement, le procédé de raccordement comprenant : l’ engagement de la première portion filetée sur la deuxième portion filetée ; la rotation du premier composant tubulaire par rapport au deuxième composant tubulaire pour le vissage des portions filetées ; l’obtention d’une courbe de vissage représentant le couple appliqué lors du vissage de la première portion filetée sur la deuxième portion filetée jusqu’ à la position finale en fonction d’une quantité de rotation relative entre les premier et deuxième composants tubulaires, par exemple en fonction du nombre de tours effectués par le premier composant tubulaire relativement au deuxième composant tubulaire.

En outre, le procédé comprend l’ évaluation de la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires, à partir d’un premier modèle et d’un deuxième modèle, par validation ou rejet de la courbe de vissage obtenue et attribution d’un statut de raccordement représentatif, respectivement, de l’ état conforme ou non conforme du raccordement des premier et deuxième composants tubulaires ; le premier modèle étant configuré pour rejeter la courbe de vissage lorsqu’ au moins une variable numérique primaire de la courbe de vissage obtenue est hors d’une plage de valeurs de référence associée à ladite au moins une valeur numérique primaire, ladite plage de valeurs de référence étant représentative d’un état conforme du raccordement des premier et deuxième composants tubulaires ; et le deuxième modèle étant basé sur un algorithme entraîné par apprentissage automatique à partir de variables élémentaires de courbes de vissage de référence, lesdites courbes de vissage de référence étant par exemple stockées dans une base de données, ledit deuxième modèle étant configuré pour évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction desdites variables élémentaires lorsque la courbe de vissage obtenue a été préalablement validée par le premier modèle.

Le premier modèle basé sur des variables primaires numériques permet le rejet de courbes de façon totalement interprétable, les cause du rejet pouvant être identifiées précisément. Le deuxième modèle, basé sur un algorithme entraîné par apprentissage automatique, offre lui une synthèse de l ’historique des courbes de vissages jugées conformes ou non conformes par expertise. Typiquement, le deuxième modèle peut être un algorithme de décision basé sur un modèle numérique défini par apprentissage.

Pour permettre l'entraînement du modèle on a besoin de réduire la courbe de vissage et les paramètres de vissages à une liste de variables numériques, dites variables élémentaires, corrélées à l'acceptation ou au rejet du raccordement. Le deuxième modèle n’utilise donc pas à proprement parler des critères explicites mais des variables élémentaires qui représentent chacune une caractéristique de la courbe (par exemple une aire sous courbe, une différence de couple entre deux points, une pente ...).

Le cumul du premier modèle et du deuxième modèle offre ainsi une bonne performance dévaluation de la conformité du raccordement obtenu.

De préférence, l’apprentissage se réalise par découpage d’une population de courbes de références initiales, dont la conformité est par exemple déterminée par expertise humaine. Une première partie de cette population étant utilisée pour l'apprentissage en lui-même par un algorithme, par exemple de type « random forest ». Une autre partie de cette population est utilisée pour mesurer la pertinence des prédictions de l'algorithme ainsi entraîné. Cette découpe peut être réitérée pour valider les performances du modèle de manière statistique. Ce deuxième modèle permet ainsi de détecter avec une très bonne précision quasiment l’intégralité des courbes historiquement rejetées par les experts de façon complémentaire du premier modèle. En effet, le deuxième modèle détecte significativement plus de rejets historiques car il essaie explicitement de reproduire la labellisation historique et non uniquement d'appliquer des règles telles que celles appliquées par le premier modèle.

Cependant, contrairement au premier modèle, les décisions du deuxième modèle sont difficilement interprétables, de sorte qu’ il est difficilement possible de savoir pourquoi une courbe est rejetée par le deuxième modèle. Ainsi, la courbe de vissage est préférablement évaluée par le premier modèle dans un premier temps et, si la courbe de vissage obtenue par le premier modèle est qualifiée de conforme par le premier modèle, le deuxième modèle évalue ensuite ladite courbe de vissage obtenue. Cette stratégie permet empiriquement un bon équilibre entre performances de détection, interprétabilité de la décision et robustesse du modèle.

Avantageusement, les variables numériques primaires comportent une ou plusieurs des variables suivantes : le couple à la position finale, le couple à une position d’ épaulement dans laquelle des épaulements respectifs des premier et deuxième composants tubulaires entrent en contact, la quantité de rotation relative entre les premier et deuxième composants tubulaires entre la position d’épaulement et la position finale, par exemple le nombre de tours entre la position d’épaulement et la position finale, la pente de la courbe entre la position d’ épaulement et la position finale, le couple à une position d’ étanchéité dans laquelle des portées d’ étanchéité respectives des premier et deuxième composants tubulaires entrent en contact, et/ou la quantité de rotation relative entre les premier et deuxième composants tubulaires entre la position d’ étanchéité et la position d’ épaulement, par exemple le nombre de tours entre la position d’ étanchéité et la position d’épaulement.

De préférence, une partie des courbes de vissage de référence, par exemple les courbes de référence de la base de données préalablement à tout apprentissage du deuxième modèle, sont associées à un état conforme ou non conforme du raccordement par expertise humaine. En outre, une partie des courbes de vissage de référence, par exemple les courbes de référence de la base de données obtenue par apprentissage au moyen du deuxième modèle, sont associées à un état conforme ou non conforme du raccordement par apprentissage sans recours à l’ expertise humaine.

Selon un mode de réalisation, les variables élémentaires comportent une ou plusieurs variables numériques secondaires, le deuxième modèle évaluant la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction d’une ou plusieurs desdites variables numériques secondaires, lesdites une ou plusieurs variables numériques secondaire étant calculées à partir d’une variable numérique primaire respective et de valeurs minimale et maximale de référence, lesdites valeurs minimale et maximale de référence bornant la plage de valeurs de référence associée à ladite variable numérique primaire, lesdites une ou plusieurs variables numériques secondaires étant calculées selon l’ équation suivante : où : B est ladite variable numérique secondaire ; A est une variable numérique primaire ; Amin est la valeur minimale de référence égale à la borne inférieure de la plage de valeur de référence associée à ladite variable numérique primaire ; et Amax est la valeur maximale de référence égale à la borne supérieure de la plage de valeurs de référence associée à ladite variable numérique primaire.

De préférence, les variables élémentaires comportent une ou plusieurs variables normalisées. De préférence, le deuxième modèle évalue la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires à partir d’une ou plusieurs variables normalisées calculées en fonction d’une variable numérique primaire respective, ladite variable numérique primaire étant représentative d’un couple, ladite une ou plusieurs variables normalisées étant égale au rapport de la variable numérique primaire correspondante sur le couple optimal.

Avantageusement, les variables élémentaires comportent une somme des pertes de couple entre deux points successifs de la courbe. De préférence, le deuxième modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction d’une valeur normalisée de la somme des pertes de couple entre deux points successifs de la courbe de vissage obtenue, ladite valeur normalisée étant égale au rapport de ladite somme des pertes de couple calculée sur le couple optimal.

De manière avantageuse, les variables élémentaires comportent une dérivée sur courbe entre la position d’ épaulement et la position finale. De préférence, le deuxième modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction de la variation de la dérivée sur courbe entre la position d’épaulement et la position finale de la courbe de vissage obtenue.

Avantageusement, les variables élémentaires comportent une valeur maximale de perte de couple entre deux points successifs de la courbe, lesdits deux points successifs étant situés entre la position d’ étanchéité et la position d’épaulement et/ou entre la position d’ épaulement et la position finale. De préférence, le deuxième modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction d’une valeur normalisée de la valeur maximale de perte de couple entre lesdits deux points successifs de la courbe de vissage obtenue, la valeur normalisée étant égale au rapport de ladite valeur maximale sur le couple optimal.

De manière avantageuse, les variables numériques primaires comportent une vitesse de vissage. De préférence, le premier modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction de la vitesse de vissage lors du raccordement des premier et deuxième composants tubulaires.

Selon une caractéristique, les variables numériques primaires comportent une perte de linéarité de la courbe entre la position d’épaulement et la position finale. De préférence, le premier modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction de la perte de linéarité obtenue entre la position d’épaulement et la position finale pour la courbe de vissage obtenue.

Avantageusement, les variables numériques primaires comportent une valeur maximale de perte de couple entre deux points successifs de la courbe, lesdits deux points successifs étant situés entre la position d’épaulement et la position finale. De préférence, le premier modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction d’une valeur maximale de perte de couple entre deux points successifs de la courbe de vissage obtenue, lesdits deux points successifs étant situé entre la position d’ épaulement et la position finale.

Avantageusement, les variables numériques primaires comportent une quantité de rotation relative entre les premier et deuxième composants tubulaires, par exemple en nombre de tours, au cours d’une perte de couple surgissant entre la position d’ épaulement et la position finale. De préférence, le premier modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction de la quantité de rotation relative entre le premier composant tubulaire et le deuxième composant tubulaire au cours d’une perte de couple surgissant entre la position d’ épaulement et la position finale.

Avantageusement, les variables numériques primaires comportent une quantité de rotation relative, par exemple en nombre de tours, entre les premier et deuxième composants tubulaires entre une position d’engagement et la position finale, ladite position d’ engagement étant préalable à la rotation relative entre le premier composant tubulaire et le deuxième composant tubulaire. De préférence, le premier modèle évalue la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction de la quantité de rotation relative entre le premier composant tubulaire et le deuxième composant tubulaire entre la position d’engagement et la position finale.

De manière avantageuse, les variables numériques primaires comportent un couple maximal avant la position d’ étanchéité. De préférence, le premier modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction de la valeur d’un couple maximal de la courbe de vissage obtenue avant la position d’ étanchéité, la courbe de vissage obtenue étant rejetée par le premier modèle lorsque ladite valeur du couple maximal est supérieure à 10% du couple optimal.

De préférence, le deuxième modèle inclut un ou plusieurs des critères de rejet du premier modèle. Autrement dit, les variables élémentaires comportent une ou plusieurs des variables numériques primaires.

D ’ autres buts, avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d’ exemple purement illustratif et nce aux dessins annexés sur lesquels :

[Fig I C] sont des vues en coupe d’un premier et d’un deuxième composants tubulaires à raccorder, respectivement, dans une position de vissage, dans une position d’ étanchéité et dans une position d’ épaulement ; et

[Fig 2] illustre une courbe de vissage traduisant le couple appliqué lors du raccordement d’un premier et d’un deuxième composants tubulaires en fonction du nombre de tours effectués par le premier composant tubulaire relativement au second composant tubulaire.

Les figures IA, I B et I C illustrent différentes étapes du raccordement d’un premier composant tubulaire 1 avec un deuxième composant tubulaire 2.

Dans l’ exemple illustré, le composant tubulaire 1 est un raccord de type manchon, configuré pour permettre le raccordement du deuxième composant tubulaire 2 avec un troisième composant tubulaire non représenté.

Les premier et deuxième composants tubulaires 1 et 2 comprennent une portion filetée, respectivement 3 et 4, disposée avantageusement à l’une de leur extrémité. Le filetage 5 de la portion filetée 3 et le filetage 6 de la portion filetée 4 sont configurés pour coopérer.

De plus, le premier composant tubulaire 1 comprend une première portée d’ étanchéité 7, et le deuxième composant tubulaire 2 comprend une deuxième portée d’ étanchéité 8. Les portées d’étanchéité sont formées par une surface destinée à assurer l’ étanchéité de l’ assemblage des composants tubulaires 1 et 2 lorsqu’ils sont raccordés.

Le premier composant tubulaire 1 comprend en outre un premier épaulement 9, et le deuxième composant tubulaire 2 comprend un deuxième épaulement 10. Les épaulements 9 et 10 forment une butée d’ arrêt pour stopper le vissage.

Les portées d’ étanchéité 7 et 8 ainsi que les épaulements 9 et 10 sont configurés pour coopérer respectivement.

Il existe des composants tubulaires qui ne comprennent pas de butée. Il existe également des composants tubulaires qui ne comprennent pas de portées d’ étanchéité. Il existe également des composants tubulaires qui ne comprennent ni butée ni portée d’ étanchéité. L ’invention a vocation à pouvoir s ’ appliquer en partie au raccordement de ces types de composants, pour les portions de courbe entre le début de raccordement et le contact des portées d’ étanchéité, pour la portion de courbe entre le contact des portées d’ étanchéité et la fin de raccordement, ou bien entre le début du raccordement et la fin du raccordement sans qu’il n’y ait de contact de portées d’ étanchéité ou de butées pendant le raccordement.

Afin de raccorder les deux composants tubulaires 1 et 2, le procédé de raccordement comprend tout d’ abord l’ engagement du premier composant tubulaire 1 sur le deuxième composant tubulaire 2. Plus particulièrement le procédé de raccordement comporte l’ engagement de la première portion filetée 3 dans la deuxième portion filetée 4.

Pour le vissage des portions filetées 3 et 4, une rotation du premier composant tubulaire 1 par rapport au deuxième composant tubulaire 2 est effectuée.

L ’outil utilisé pour effectuer le raccordement est une clé de vissage. Cette clé de vissage est équipée de préhenseurs et de moteurs pour faire tourner relativement l’un par rapport à l’ autre les premier et deuxième composants tubulaires 1 et 2. La clé de vissage est également équipée de capteurs pour mesurer le nombre de tours appliqués et le couple de vissage appliqué. Ces capteurs sont reliés à une électronique permettant de stocker au cours de l’opération les données de couples et de rotations appliquées et relatives à l ’assemblage. Cette électronique est reliée à une unité de traitement comprenant un algorithme de traitement. L ’unité de traitement est également équipée d’une interface utilisateur pour afficher un résultat d’ évaluation et/ou une courbe de vissage obtenue lors d’un raccordement. Ainsi, le procédé comprend en outre l’obtention d’un ensemble de points constituant une courbe de vissage représentant le couple appliqué lors du vissage du premier composant tubulaire 1 jusqu’ à une position finale en fonction du nombre de tours effectués par le premier composant tubulaire 1 relativement au deuxième composant tubulaire 2.

Le profil général de la courbe obtenue dite courbe couple/tours, représentant le couple appliqué lors du vissage en fonction du nombre de tours effectués, est illustré à la figure 2. On peut voir que la courbe obtenue comprend trois portions distinctes de pentes différentes.

La première portion 1 1 correspond à l’ engagement du premier composant tubulaire 1 sur le deuxième composant tubulaire 2 puis au vissage des portions filetées 3 et 4, tel qu’illustré à la figure IA. Les filetages 5 et 6 entrent progressivement en contact, se traduisant par un couple appliqué de plus en plus important.

Au point d’ accostage RI, la première portée d’étanchéité 7 du premier composant tubulaire 1 entre en contact avec la deuxième portée d’étanchéité 8 du deuxième composant tubulaire 2. Les composants tubulaires 1 et 2 sont alors dans une position dite position d’ étanchéité, illustrée à la figure I B.

La friction importante induite par la mise en contact des portées d’ étanchéité 7 et 8 se traduit par un changement de pente et notamment une augmentation du couple appliqué par rotation, définissant une deuxième portion 12 de la courbe obtenue.

En continuant le vissage des portion filetées 3 et 4, la rotation du premier composant tubulaire 1 relativement au deuxième composant tubulaire 2 mène alors à un point d’ épaulement Rs. Les composants tubulaires 1 et 2 sont alors dans une position dite position d’ épaulement, illustrée à la figure I C, dans laquelle le premier épaulement 9 du premier composant tubulaire 1 entre en contact avec le deuxième épaulement 10 du deuxième composant tubulaire 2. La friction accrue entre les surfaces des épaulements 9 et 10 respectifs vient s ’ ajouter à la friction résultant du contact entre les filetages 5 et 6 et la friction entre les portées d’ étanchéité 7 et 8, ce qui se traduit par un nouveau changement de pente et une augmentation conséquente du couple appliqué, définissant une troisième portion 13 de la courbe obtenue s’ étendant jusqu’ à un point final Rf où les composants tubulaires ont atteint la position finale.

Par position finale, on entend dans la présente invention une position des premier et deuxième composants tubulaires 1 et 2 dans laquelle un couple maximal de vissage est appliqué et le raccordement est terminé.

Le point d’ accostage RI, le point d’ épaulement Rs, le point final Rf, et un facteur pente S entre le point d’épaulement Rs et le point final Rf de la courbe de vissage, sont des paramètres de la courbe de vissage qui peuvent être considérés pour déterminer la conformité du raccordement des premier deuxième composants tubulaires 1 , 2. La valeur de chacun de ces paramètres dépend du type des composants tubulaires à raccorder.

Le facteur pente S peut être calculé à partir du couple Ts au point d’ épaulement Rs, du couple Tf au point final Rf et d’un couple optimal T* . Le facteur pente S est défini par la pente entre la position d’épaulement et la position finale, divisée par le couple optimal T* , comme exprimé par l’équation suivante :

Par couple optimal T* , on entend un couple prédéterminé à atteindre à la position finale, qui est propre au modèle de composants tubulaires et de connexions à raccorder.

Le procédé de raccordement comprend l’ évaluation de la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 , 2 à partir d’un premier et d’un deuxième modèles de rejet de courbe de vissage.

Les premier et deuxième modèles valident ou rejettent la courbe de vissage obtenue en fonction de critères de rejet. Lorsque la courbe de vissage obtenu est validée, un statut de raccordement représentatif de l’ état conforme du raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 et 2 est attribué à la courbe de vissage et, lorsque la courbe de vissage obtenue est rejetée, un statut de raccordement représentatif de l’ état non conforme du raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 et 2 est attribué à la courbe de vissage. L ’ automatisation résultante de l’ évaluation de la qualité de raccordement des composants tubulaires par les premier et deuxième modèles permet de se passer du facteur humain lors de l’ évaluation de la conformité d’un raccordement et augmenter ainsi la précision de l’évaluation.

Le premier modèle est configuré pour rejeter la courbe de vissage lorsque la valeur d’au moins une variable numérique primaire A de la courbe de vissage obtenue s ’ écarte d’une plage de valeurs de référence caractéristique d’un état conforme du raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 , 2.

Le premier modèle peut reposer sur un algorithme.

Le deuxième modèle est basé sur un algorithme entraîné par apprentissage automatique ou « intelligence artificielle ». En particulier, l’ algorithme est entraîné à partir de variables élémentaires de courbes de vissage de référence stockées dans une base de données.

Les variables élémentaires considérées par l ’algorithme du deuxième modèle représentent chacune une caractéristique de la courbe de vissage.

Lorsque la courbe de vissage obtenue a été préalablement validée par le premier modèle, le deuxième modèle évalue à son tour la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 et 2 afin de confirmer ou d’infirmer la validation de la courbe de vissage par le premier modèle.

En d’ autres termes, l’ évaluation de la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 , 2 est conduit, dans une première étape, par le premier modèle de rejet, puis, dans une deuxième étape, par le deuxième modèle, si la courbe de vissage est préalablement validée par le premier modèle.

Des variables numériques primaires A peuvent être déterminées sur la courbe de vissage à partir des paramètres suivants : le point d’ accostage RI, le point d’ épaulement Rs, le point final Rf, et/ou le facteur pente S entre le point d’ épaulement Rs et le point final Rf de la courbe de vissage.

Dans l’ exemple illustré, les variables numériques primaires A considérées par le premier modèle incluent : le couple Tf à la position finale, le couple Ts à la position d’ épaulement, le nombre de tours AR _s -f entre la position d’ épaulement et la position finale, et le facteur pente S .

Selon un mode de réalisation, d’ autres variables numériques primaires A peuvent être considérées telles que le couple Tl à une position d’étanchéité et le nombre de tours ARi- _s entre la position d’ étanchéité et la position d’ épaulement.

Pour chacune des variables numériques primaires A considérée, une plage de valeurs de référence est déterminée, bornée par une valeur minimale de référence Amin et une valeur maximale de référence Amax. La plage de valeurs de référence est représentative d’un état conforme du raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 , 2.

Selon un exemple, la valeur minimale de référence Amin et la valeur maximale de référence Amax peuvent être déterminée, pour chaque type de composants tubulaires et modèles de connexions à raccorder, à partir de courbes de référence, stockées dans une base de données, et associées à un statut de raccordement représentatif d’un état, conforme ou non conforme, du raccordement de premier et deuxième composants tubulaires de référence.

Les courbes de référence pour lesquelles le raccordement a été effectué avec succès sont associées à un état conforme et, à l’inverse, les courbes de référence pour lesquelles le raccordement a échoué sont associées à un état non conforme.

De préférence, les courbes de vissage de référence sont stockées dans une base de données. Ces courbes de référence de la base de données sont associées à un état conforme ou non conforme du raccordement, de préférence par expertise humaine. Un expert ou tout autre personne compétente peut valider le raccordement des composants tubulaires de référence en associant le statut « conforme » à la courbe de référence obtenue, si celui-ci constate que le raccordement a été effectué avec succès. A l’inverse, l’ expert invalide le raccordement des composants tubulaires de référence en associant le statut « non conforme » à la courbe de référence obtenue, si celui-ci constate que le raccordement a échoué. Il est ainsi possible d’obtenir une base de données étendue fiable. Dans l’ exemple illustré, le premier modèle est configuré pour rejeter les courbes de vissage lorsque le couple Tf à la position finale, le couple Ts à la position d’ épaulement, le nombre de tours AR _s -f entre la position d’épaulement et la position finale, et le facteur pente S sont inférieurs à la valeur minimale de référence Amin auxquels ils respectivement sont associés, ou supérieurs à la valeur maximale de référence Amax auxquels ils sont respectivement associés.

Afin d’ augmenter la précision de l’ évaluation du raccordement par des critères de rej et supplémentaires peuvent être intégrés au premier modèle.

De manière avantageuse, le premier modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 , 2 en fonction de la vitesse de vissage. Une vitesse trop élevée, notamment à la position d’ épaulement, peut traduire un défaut de raccordement.

La courbe de vissage est, de préférence, rejetée lorsque la vitesse de vissage est supérieure à une valeur seuil prédéterminée, par exemple égale à 5 tours par minute.

Selon une caractéristique, un critère de rejet du premier modèle peut reposer sur la détermination d’une perte de linéarité entre la position d’épaulement et la position finale. Une perte de linéarité peut notamment traduire une déformation plastique et des dérapages.

Une interpolation linéaire peut être réalisée, en traçant une droite passant par l’index de 25% et l’index de 75% entre le point d’ épaulement Rs et le point final Rf. La distance maximale entre la courbe de vissage obtenue au cours du procédé de raccordement et la droite est alors calculée.

La perte de linéarité peut être calculée en divisant la déviation moyenne de la courbe par rapport à l ’interpolation linéaire par le couple optimal T* . Une valeur absolue de la déviation moyenne sera, de préférence, calculée par l’ algorithme entraîné par apprentissage automatique de sorte que les oscillations à partir d’interpolation linéaire résulte en un coefficient élevé et soit plus aisément déterminable.

La courbe de vissage est rejetée lorsque la distance obtenue par cette perte de linéarité est supérieure à une valeur seuil prédéterminée. Avantageusement, le premier modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 , 2 en fonction d’une valeur maximale de perte de couple entre deux points successifs de la courbe de vissage obtenue entre la position d’ épaulement et la position finale.

La détermination d’une valeur maximale de perte de couple est particulièrement avantageuse pour détecter les défauts de raccordement liés à des dérapages ou glissements, et peut également traduire l’apparition de bruits dans le câble d’alimentation.

Par valeur maximale de perte de couple, on entend la perte de couple la plus importante déterminée sur la courbe de vissage.

Avantageusement, un critère de rej et du premier modèle peut être basé sur le nombre de tours effectués au cours d’une perte de couple surgissant entre la position d’ épaulement et la position finale.

En effet, certaines pertes de couple brèves peuvent correspondre à un simple artefact. Néanmoins, lorsque le nombre de tours effectués pendant une perte de couple est supérieur à une valeur seuil prédéterminée, la perte de couple peut être interprétée comme la survenue d’un défaut conduisant à un état non conforme du raccordement.

Avantageusement, le premier modèle peut également évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 , 2 en fonction du nombre de tours Rf effectués à la position finale afin de rejeter les courbes trop courtes traduisant un état non conforme du raccordement.

La courbe de vissage est, par exemple, rejetée lorsque le nombre de tours Rf effectués à la position finale est inférieur à une valeur seuil prédéterminé, par exemple égale à un tour.

De manière avantageuse, le premier modèle évalue la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction de la valeur d’un couple maximal avant la position d’ étanchéité, la courbe de vissage obtenue étant rejetée par le premier modèle lorsque ladite valeur du couple maximal est supérieure à 10% du couple optimal T* .

Le premier modèle est une combinaison de critères numériques représentant des motifs non-ambigus de rej et de courbes de vissage. Chacun des critères de rejet est calculé à partir d'un critère numérique et d’un seuil minimal ou maximal sur ce critère numérique. Ce premier modèle est adaptable et permet d'identifier les cas de rejets correspondants aux problèmes les plus fréquents survenant lors d’un raccordement de deux composants tubulaires 1 , 2. Il est également totalement interprétable, la ou les causes de rejet et le taux de dépassement du seuil étant identifiables.

De préférence, lorsque le premier modèle rejette la courbe de vissage, une raison explicite est notifiée à l’opérateur par indication du critère de rejet sur lequel repose l’ attribution d’un statut représentatif d’un état non conforme.

Par ailleurs, le deuxième modèle peut, de préférence, évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires en fonction d’une ou plusieurs variables numériques secondaires B chacune calculées à partir d’une variable numérique primaire A, et des valeurs minimale et maximale de référence Amin, Amax bornant la plage de valeurs de référence selon l’ équation suivante :

_E > (A ~ A _min )

(Amax ^— A _min ) où : B est une variable numérique secondaire ; A est une variable numérique primaire ; Amin est la valeur minimale de référence de la variable numérique primaire ; et Amax est la valeur maximale de référence de la variable numérique primaire.

Les variables numériques secondaires B calculées permettent de mesurer plus aisément et avec une meilleure sensibilité un écart de la variable numérique primaire A par rapport à la plage de valeur de référence bornée par la valeur minimale de référence Amin et par la valeur maximale de référence Amax Lorsque la variable numérique secondaire B calculée est inférieure à 0 ou supérieure à 1 , ceci traduit que la variable primaire A n’est pas comprise dans la plage de valeur de référence et l’ algorithme du p rejette la courbe de vissage qui est alors associée à un état non conforme du raccordement. Ceci résulte en une discrimination plus fine et plus fiable sur la qualité de vissage, et cela pour une variété de modèles de connexions.

Dans l’ exemple illustré, les variables secondaires B sont calculées à partir du couple Tf à la position finale, le couple Ts à la position d’ épaulement, le nombre de tours AR _s -f entre la position d’ épaulement et la position finale, et le facteur pente S .

Par exemple, la variable secondaire Bf liée au couple final est calculée selon l’ équation suivante : où : Bf est une variable secondaire liée au couple final ; Tf est le couple final ; T fmin est la valeur minimale de référence du couple final ; et T fmax est la valeur maximale de référence du couple final.

De préférence, le deuxième modèle peut également évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 et 2 à partir d’une ou plusieurs variables normalisées C . Une variable normalisée C est calculée en fonction d’une variable numérique primaire A représentative d’un couple, la variable normalisée étant égale au rapport de la variable numérique primaire A sur le couple optimal T* comme définit par l’ équation suivante : où : C est une variable normalisée ; A est une variable primaire ; et T* est le couple optimal.

Par exemple, la variable normalisée liée au couple final est calculée selon l’équation suivante : où : Cf est la variable normalisée liée au couple final ; Tf est le couple final ; et T* est le couple optimal. Dans l’ exemple illustré, les variables normalisées C sont calculées à partir du couple Tf à la position finale, du couple Ts à la position d’ épaulement, du couple Tl à la position d’ étanchéité, du delta couple ATn s entre la position d’ étanchéité et la position d’ épaulement, et du delta couple ATs-f entre la position d’ épaulement et la position finale.

Le delta couple ATi- _s entre la position d’ étanchéité et la position d’épaulement correspond à la différence de valeur du couple mesurée entre la position d’ étanchéité et la position d’épaulement.

Préférentiellement, le deuxième modèle peut rejeter la courbe de vissage en fonction de la somme des pertes de couple entre deux points successifs de la courbe de vissage obtenue. Ceci permet, notamment, de déceler des interférences au niveau des filetages. A cet égard, une valeur normalisée sera, de préférence, calculée et définie par ladite somme des pertes de couple calculée divisée par le couple optimal T* prédéterminé.

De manière avantageuse, le deuxième modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 , 2 en fonction de la variation de la dérivée sur courbe après la position d’épaulement sur la courbe de vissage obtenue.

La variation de la dérivée sur courbe est égale à la déviation de la liste définie par les pentes entre la position d’épaulement et la position finale sur la courbe de vissage obtenue divisée par le couple optimal T* .

Avantageusement, le deuxième modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 , 2 en fonction d’une valeur maximale de perte de couple entre deux points successifs de la courbe de vissage obtenue entre la position d’ étanchéité et la position d’épaulement et/ou entre la position d’ épaulement et la position finale.

De manière encore plus avantageuse, le critère de rejet basé sur la perte de couple maximale peut être évalué à partir d’une valeur normalisée égale au rapport de ladite valeur maximale de perte de couple sur le couple optimal T* .

Le critère de rejet basé sur la perte de couple maximale peut également être évalué à partir d’une valeur normalisée égale au rapport de ladite valeur maximale de perte de couple sur le couple à l’ épaulement Ts. En outre, le deuxième modèle peut évaluer la qualité de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 , 2 en fonction de la valeur d’un couple maximal avant la position d’ étanchéité et/ou entre la position d’étanchéité et la position d’ épaulement, la courbe de vissage étant rejetée par le deuxième modèle lorsque ladite valeur du couple maximal est supérieure à 10% du couple optimal T* .

De préférence, une valeur normalisée est définie par ledit couple maximal divisé par le couple à l’ épaulement Ts. Une valeur élevée peut traduire un problème de connexion.

En outre, un critère de rejet du deuxième modèle peut être basé sur la valeur de l’ aire définie entre la courbe et l’ axe des abscisses, c’ est-à- dire le nombre de tours, pour les deux derniers tours divisé par le couple optimal T* . Ceci permet notamment de rej eter des courbes de vissage ne présentant pas de point d’ accostage RI ou de point d’ épaulement Rs.

Le deuxième modèle est basé sur un algorithme entraîné par apprentissage. Pour permettre l'entraînement du modèle, la courbe de vissage et les paramètres de vissages sont réduits à une liste de variables élémentaires corrélées à l’acceptation ou au rejet du vissage. Les variables élémentaires représentent chacune une caractéristique de la courbe de vissage.

De préférence, et par soucis de performance, le deuxième modèle inclut un ou plusieurs des critères de rejet du premier modèle. En effet l’augmentation du nombre de variables descriptives de la courbe aide l'algorithme à classifier les courbes. L'apprentissage se réalise ensuite sur la base de données de courbes de vissage de référence.

Le procédé de raccordement des premier et deuxième composants tubulaires 1 , 2 peut comprendre l’ établissement d’un score par le deuxième modèle après évaluation de la qualité de raccordement en fonction des critères de rejet qui lui sont propres.

Par exemple, si le score du deuxième modèle est supérieur à un certain seuil prédéterminé, la courbe de vissage est rejetée. A l’inverse, si le score est inférieur au seuil, la courbe de vissage est validée. Ce deuxième modèle de type « machine learning » permet ainsi de détecter avec une très bonne précision quasiment l'intégralité des courbes de vissage rejetées par le premier modèle.

Les premier et deuxième modèles sont complémentaires et permettent de détecter, respectivement, environ 70% et 99% des cas de rejets. Cette stratégie d’ évaluation de la qualité de raccordement de deux composants tubulaires permet empiriquement le meilleur équilibre entre performances de détection, interprétabilité de la décision et robustesse du modèle global. Leur articulation permet ainsi de détecter la quasi-totalité des raccordements non conformes, de façon automatisée, sans intervention humaine.