FR2656403A1 - Method for fastening a connection piece to the end of a pipeline and pipeline connection obtained by this method - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un procédé de fixation d'une pièce de raccordement à L'extrémité d'une canalisation et un raccord de canalisation obtenu par ce procédé. The invention relates to a method of fixing a connecting piece to the end of a pipe and a pipe connection obtained by this method.
On connait des canalisations ou tubes utilisées dans le domaine des applications pétroLières qui comportent à L'une au moins de leurs extrémités une pièce de raccordement destinée à assurer la liaison de La canalisation ou tube à une autre canalisation ou à un dispositif auquel on fait parvenir un fLuide par l'intermédiaire de la canalisation. There are known pipes or tubes used in the field of oil applications which have at least one of their ends a connecting piece intended to ensure the connection of the pipe or tube to another pipe or to a device to which it is sent. a fluid through the pipeline.
Dans le domaine des applications pétrolières, Les pièces de raccordement de forme tubulaire sont constituées la plupart du temps par un manchon ayant une surface tronconique filetée ou constituant un éLément de liaison du type à baionnette, enfilé sur
L'extrémité de la canalisation.In the field of petroleum applications, the connection pieces of tubular shape are constituted most of the time by a sleeve having a tapered frustoconical surface or constituting a connecting element of the bayonet type, threaded on
The end of the pipeline.
Dans le domaine des applications pétrolières également, on utiLise, depuis un certain temps, des tubes ou canalisations en matière plastique ou en matériaux composites. Ces derniers sont obtenus par Le procédé d'enroulement filamentaire. Plus récemment, Les tubes en matériaux composites sont obtenus par le procédé de pultrusion pour Les basses pressions. Also in the field of petroleum applications, plastic or composite material pipes or conduits have been used for some time. These are obtained by the filament winding process. More recently, composite tubes are obtained by the pultrusion process for low pressures.
Pour des questions de résistance mécanique, il peut être nécessaire de renforcer ces tubes en matière thermoplastique ou en matière composite, de manière à accroître leur tenue à une pression interne ou externe ou à d'autres contraintes mécaniques qui peuvent s'exercer sur le tube en service. For questions of mechanical resistance, it may be necessary to reinforce these tubes of thermoplastic or composite material, so as to increase their resistance to internal or external pressure or to other mechanical stresses which may be exerted on the tube. in service.
Ce renforcement d'un tube en matière thermoplastique, en matière composite ou même en une matière métallique telle que L'acier peut être réalisé par frettage du tube en utilisant un profilé en matière flexible tel qu'un ruban en matière thermoplastique renforcé par des fibres synthétiques qui est enroulé sur la surface extérieure du tube ou canalisation, une certaine tension étant exercée sur le profilé, pendant son enrouLement, afin d'assurer le frettage voulu du tube ou de La canalisation. De préférence, le profilé est enroulé sur le tube à spires sensiblement jointives et de manière à réaliser simultanément sa fixation sur le tube, par exemple par collage ou par thermofusion. This reinforcement of a tube of thermoplastic material, of composite material or even of a metallic material such as steel can be produced by shrinking the tube using a profile made of flexible material such as a ribbon of thermoplastic material reinforced by fibers. synthetics which is wound on the outer surface of the tube or pipe, a certain tension being exerted on the profile, during its winding, in order to ensure the desired hooping of the tube or the pipe. Preferably, the profile is wound on the tube with substantially contiguous turns and so as to simultaneously secure it to the tube, for example by gluing or by hot-melt.
Les pièces de raccordement de tels tubes ou canalisations qui sont généralement constituées par un matériau métallique peuvent être engagées à force sur L'extrémité des canalisations, collées ou fixées par vissage ou par introduction d'une partie déformable de la pièce de raccordement métallique dans la matière constituant La paroi de la canalisation. Aucun de ces procédés ne donne entièrement satisfaction, aussi bien en ce qui concerne L'efficacité de la fixation de la pièce de raccordement que la simplicité de mise en oeuvre du procédé de fixation. The connection pieces of such tubes or pipes which are generally made of a metallic material can be force-fitted onto the end of the pipes, glued or fixed by screwing or by introducing a deformable part of the metal connection piece into the constituent material The wall of the pipeline. None of these methods is entirely satisfactory, both with regard to the efficiency of the fixing of the connecting piece and the simplicity of implementation of the fixing method.
En outre, dans le cas d'un tube fretté par un élément profilé en matériau flexible tel que décrit ci-dessus, il est très difficiLe de réaliser une fixation efficace de la pièce de raccordement sur la surface extérieure du tube comportant la couche de matériau de frettage. In addition, in the case of a tube hooped by a profiled element made of flexible material as described above, it is very difficult to effect an effective fixing of the connecting piece on the external surface of the tube comprising the layer of material. hooping.
Le but de L'invention est donc de proposer un procédé de fixation d'une pièce de raccordement à L'extrémité d'une canalisation, la pièce de raccordement de forme tubulaire étant engagée sur une partie d'extrémité de la canaLisation, ce procédé étant d'une mise en oeuvre simple et permettant de réaliser une fixation extrêmement efficace de la pièce de raccordement, en particulier dans le cas d'une canalisation renforcée par frettage. The object of the invention is therefore to propose a method of fixing a connection piece to the end of a pipe, the connection piece of tubular shape being engaged on an end part of the pipe, this process being of a simple implementation and making it possible to achieve an extremely effective fixing of the connecting piece, in particular in the case of a pipe reinforced by hooping.
Dans ce but, on enroule autour de la pièce de raccordement engagée sur la canalisation, sur une partie au moins de sa longueur dans la direction axiale, un profilé en une matière flexible, avec une tension suffisante pour assurer le frettage de la pièce de raccordement sur la partie d'extrémité de la canalisation. For this purpose, a profile made of a flexible material is wound around the connection piece engaged on the pipeline, over at least part of its length in the axial direction, with sufficient tension to ensure the hooping of the connection piece. on the end part of the pipeline.
L'invention est également relative à un raccord pour une canalisation obtenu par le procédé suivant L'invention. The invention also relates to a connector for a pipe obtained by the process according to the invention.
Afin de bien faire comprendre L'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant à la figure jointe en annexe, un mode de réaLisation d'un procédé de fixation et d'un raccord de canalisation suivant L'invention. In order to clearly understand the invention, a description will now be given, by way of nonlimiting example, with reference to the attached figure, of a method of carrying out a fixing method and a following pipe fitting. The invention.
La figure unique est une demi-vue en coupe par un plan axial d'une zone de liaison entre deux canalisations comportant chacune une pièce de raccordement fixée par Le procédé suivant
L'invention.The single figure is a half-view in section through an axial plane of a connection zone between two pipes, each comprising a connection piece fixed by the following method
The invention.
Sur la figure, on voit une première canalisation ou tube 1 et une seconde canalisation 2 telles qu'utilisées dans le domaine de l'exploitation pétroLière. In the figure, we see a first pipe or tube 1 and a second pipe 2 as used in the field of oil exploitation.
Les tubes 1 et 2 sont placés dans le proLongement l'un de
L'autre et de manière coaxiale, leur axe commun 3 ayant été représenté sur la figure.Tubes 1 and 2 are placed in the extension one of
The other and coaxially, their common axis 3 having been shown in the figure.
Les tubes 1 et 2 sont raccordés bout à bout de manière étanche, grâce à un joint en élastomère approprié 5 intercalé et comprimé entre Les parties d'extrémité en vis-à-vis des tubes 1 et 2 et à un raccord vissé désigné de manière générale par le repère 4 et constitué d'une manière classique dans le cas des applications pétroLières. The tubes 1 and 2 are connected end-to-end in a leaktight manner, by means of a suitable elastomer seal 5 interposed and compressed between the end portions facing the tubes 1 and 2 and to a screw connection designated so general by the reference 4 and constituted in a conventional manner in the case of petroleum applications.
Le raccord vissé 4 comporte un manchon de liaison 7 comportant un alésage taraudé de forme bi-tronconique symétrique et destiné à assurer le raccordement entre deux pièces 8 et 9 filetées sur une partie de forme tronconique de leur surface externe et fixées chacune sur une extrémité de La canalisation 1 ou 2 correspondante par le procédé de L'invention. The screwed connection 4 comprises a connecting sleeve 7 comprising a tapped bore of symmetrical bi-frustoconical shape and intended to ensure the connection between two parts 8 and 9 threaded on a frustoconical part of their external surface and each fixed on one end of The corresponding pipe 1 or 2 by the method of the invention.
Les canalisations 1 et 2 sont constituées par des tubes obtenus par pultrusion et comportant des fibres de renforcement ayant une disposition longitudinale et pouvant représenter un pourcentage de 60 à 70 % de l'ensemble du matériau constituant Les canalisations 1 et 2. Lines 1 and 2 consist of tubes obtained by pultrusion and comprising reinforcing fibers having a longitudinal arrangement and which can represent a percentage of 60 to 70% of the total material constituting Lines 1 and 2.
Les pièces de raccordement 8 et 9 fixées sur Les parties d'extrémité en vis-à-vis des canalisations 1 et 2 sont identiques et seule la pièce 8 sera décrite de manière détaillée. Ces pièces sont en acier et présentent la forme de manchons tubulaires dont le diamètre intérieur est très légèrement supérieur au diamètre extérieur des tubes 1 et 2 obtenus par pultrusion. The connecting pieces 8 and 9 fixed on the end parts facing the pipes 1 and 2 are identical and only the piece 8 will be described in detail. These parts are made of steel and have the form of tubular sleeves whose inside diameter is very slightly greater than the outside diameter of the tubes 1 and 2 obtained by pultrusion.
La pièce de raccordement 8 comporte, successivement depuis son extrémité antérieure dirigée vers L'extrémité de raccordement de la canalisation 2 jusqu a son extrémité opposée, une partie tronconique 8a filetée extérieurement, de manière que la pièce de liaison 7 puisse être engagée sur cette partie filetée 8a, une partie intermédiaire de forte épaisseur 8b et une partie terminale 8c réalisée sous la forme d'un manchon cylindrique d'épaisseur constante comportant plusieurs fentes longitudinales 10 permettant de favoriser la déformation du manchon 8c dans des directions radiales. The connection piece 8 comprises, successively from its front end directed towards the connection end of the pipe 2 to its opposite end, a frustoconical part 8a externally threaded, so that the connection piece 7 can be engaged on this part threaded 8a, a very thick intermediate portion 8b and an end portion 8c produced in the form of a cylindrical sleeve of constant thickness comprising several longitudinal slots 10 making it possible to promote the deformation of the sleeve 8c in radial directions.
De préférence, le manchon 8c peut présenter quatre fentes longitudinales 10 favorisant la déformation par flexion de quatre secteurs cylindriques dé Limités par Les fentes 10. Preferably, the sleeve 8c can have four longitudinal slots 10 favoring the deformation by bending of four cylindrical sectors delimited by the slots 10.
Le tronçon central 8b de la pièce de raccordement 8 comporte une première partie cylindrique déterminant un épaulement délimitant la partie filetée tronconique 8a et une partie tronconique d'épaisseur décroissante vers L'arrière de la pièce 8 se raccordant à la virole fendue 8c. The central section 8b of the connecting piece 8 comprises a first cylindrical part defining a shoulder delimiting the frustoconical threaded part 8a and a frustoconical part of decreasing thickness towards the rear of the part 8 connecting to the split ferrule 8c.
On va maintenant décrire le procédé de fixation de la pièce de raccordement 8 à L'extrémité de la canalisation 1, le procédé de fixation de la pièce de raccordement 9 à L'extrémité de la canalisation 2 étant exactement identique. We will now describe the method of fixing the connecting piece 8 to the end of the pipe 1, the method of fixing the connecting piece 9 to the end of the pipe 2 being exactly identical.
Le tube pultrudé constituant la canalisation 1 est coupé à la longueur voulue, la partie d'extrémité la de la canalisation 1 venant porter sur le joint d'étanchéité 5 étant découpée avec soin ou rectifiée de manière à présenter une surface lisse ayant une bonne qualité de contact. The pultruded tube constituting the pipe 1 is cut to the desired length, the end part 1a of the pipe 1 coming to bear on the seal 5 being carefully cut or rectified so as to present a smooth surface having a good quality of contact.
La pièce 8 est enfilée sur la partie antérieure de La canalisation 1, à partir de sa surface d'extrémité la. The part 8 is threaded onto the front part of the pipe 1, from its end surface 1a.
Une couche de matière adhésive 11 telle qu'une colle ou une matière thermoplastique fondue peut être préalablement déposée sur la surface externe de la partie d'extrémité de la canalisation 1 ou sur la surface interne de la pièce de raccordement 8, de manière à assurer une certaine liaison entre La pièce 8 et la canalisation 1. A layer of adhesive material 11 such as an adhesive or a molten thermoplastic material may be previously deposited on the external surface of the end part of the pipe 1 or on the internal surface of the connecting piece 8, so as to ensure a certain connection between the part 8 and the pipe 1.
Selon L'invention, la fixation de la pièce 8 est assurée ou complétée par enroulement d'un ruban en matière thermoplastique 12 renforcé par des fibres synthétiques telles que des fibres de verre, sur la surface externe de la pièce de raccordement 8, au moins dans sa partie postérieure constituée par le manchon fendu 8c. According to the invention, the attachment of the part 8 is ensured or supplemented by winding a strip of thermoplastic material 12 reinforced with synthetic fibers such as glass fibers, on the external surface of the connecting part 8, at least in its rear part constituted by the split sleeve 8c.
Le ruban en matière thermoplastique renforcé est enroulé sur la partie 8c de la pièce de raccordement 8 avec une certaine tension exercée par exemple par un dispositif de freinage et de retenue à rouleaux ou à galets exerçant une certaine traction sur la bande, dans un sens opposé au sens des efforts tangentiels permettant l'enroulement du ruban. The tape of reinforced thermoplastic material is wound on the part 8c of the connecting piece 8 with a certain tension exerted for example by a braking and retaining device with rollers or rollers exerting a certain traction on the strip, in an opposite direction in the sense of tangential forces allowing the winding of the ribbon.
De préférence, le ruban 12 est enroulé suivant plusieurs couches successives et superposées telles que 13a et 13b. Preferably, the ribbon 12 is wound in several successive and superimposed layers such as 13a and 13b.
On assure un collage du ruban 12 sur la surface extérieure du manchon 8c lors de la formation de la première couche 13a, soit par application d'un produit adhésif, soit par thermofusion du ruban 12. The tape 12 is bonded to the outer surface of the sleeve 8c during the formation of the first layer 13a, either by application of an adhesive product, or by thermofusion of the tape 12.
De même, le ruban 12 constituant la couche supérieure 13b peut être fixé par collage sur la surface supérieure de la couche 13a pendant l'enroulement du ruban 12.Likewise, the ribbon 12 constituting the upper layer 13b can be fixed by gluing to the upper surface of the layer 13a during the winding of the ribbon 12.
L'enroulement sous tension du ruban 12 sur la partie postérieure 8c de la pièce de raccordement 8 engendre des forces radiales produisant un frettage de la partie 8c de ta pièce de raccordement 8 sur la partie d'extrémité de la canalisation 1. Ce frettage est favorisé par l'existence des fentes 10 délimitant des secteurs cylindriques déformables par flexion dans la paroi de la virole 8c. The winding under tension of the ribbon 12 on the rear part 8c of the connecting piece 8 generates radial forces producing a hooping of the part 8c of your connecting piece 8 on the end part of the pipe 1. This hooping is favored by the existence of the slots 10 delimiting cylindrical sectors deformable by bending in the wall of the ferrule 8c.
De manière préférentielle, L'ensembLe de la canalisation 1 peut être recouvert sur sa surface externe par un enroulement constitué par un ruban en matière thermoplastique renforcé par des fibres synthétiques, ce qui assure un renforcement efficace et une amélioration des caractéristiques mécaniques de la canalisation 1 pour la tenue aux fortes pressions, par exemple 1000 bars. Le ruban 12 peut être enroulé sous tension, également sur plusieurs couches et fixé par collage ou thermofusion sur La canalisation 1 constituée par un tube obtenu par pultrusion. Dans ce cas, Les couches 13a et 13b assurant le frettage de la virole 8c de la pièce de raccordement 8 sur la canalisation 1 constituent des parties d'extrémité des couches de ruban thermoplastique enroulé sous tension sur la canalisation 1. Preferably, the whole of the pipe 1 can be covered on its external surface by a winding constituted by a strip of thermoplastic material reinforced with synthetic fibers, which ensures effective reinforcement and an improvement in the mechanical characteristics of the pipe 1 for withstanding high pressures, for example 1000 bars. The ribbon 12 can be wound under tension, also on several layers and fixed by gluing or thermofusion on the pipe 1 constituted by a tube obtained by pultrusion. In this case, the layers 13a and 13b ensuring the hooping of the ferrule 8c of the connection piece 8 on the pipe 1 constitute end portions of the layers of thermoplastic tape wound under tension on the pipe 1.
De préférence, Les couches de frettage 13a et 13b de la virole 8c sont légèrement débordantes sur la surface externe tronconique de la partie centrale 8b de La pièce de raccordement 8. Preferably, the hooping layers 13a and 13b of the ferrule 8c are slightly projecting on the frustoconical external surface of the central part 8b of the connecting piece 8.
De cette manière, la pièce de raccordement 8 est parfaitement maintenue par frettage de sa partie 8c sur la surface extérieure de la canalisation 1. In this way, the connecting piece 8 is perfectly held by hooping of its part 8c on the outside surface of the pipe 1.
L'extrémité antérieure de la pièce de raccordement 8 se trouve généralement placée dans le plan de raccordement de la canalisation 1- correspondant à son extrémité la ou très Légèrement en retrait. The front end of the connection piece 8 is generally placed in the connection plane of the pipe 1- corresponding to its end 1a or very slightly set back.
La surface intérieure de la canalisation 1 peut être recouverte par une couche de revêtement ou un chemisage interne 14 suivant la composition, Les propriétés chimiques ou Les caractéristiques d'abrasion du fluide transporté par Les canalisations 1 et 2. The interior surface of the pipe 1 can be covered by a coating layer or an internal jacket 14 depending on the composition, the chemical properties or the abrasion characteristics of the fluid transported by the pipes 1 and 2.
De même, une gaine externe peut être disposée autour des canalisations, de manière à recouvrir Les couches de frettage telles que 13a et 13b et éventuellement l'ensemble du raccord 4. Une telle gaine externe permet de protéger Les canalisations et de limiter
L'usure des canalisations et L'action corrosive d'agents extérieurs sur Les canalisations et sur le raccord.Likewise, an external sheath can be arranged around the pipes, so as to cover the hooping layers such as 13a and 13b and possibly the whole of the connector 4. Such an external sheath makes it possible to protect the pipes and to limit
The wear of the pipes and the corrosive action of external agents on the pipes and on the fitting.
Le raccordement des canalisations 1 et 2 sur lesquelles ont été fixées des pièces de raccordement 8 et 9 est réalisé de manière habituelle en plaçant ces canalisations dans le prolongement
L'une de L'autre et en effectuant Le vissage du manchon de liaison 7 sur Les parties filetées correspondantes des pièces de raccordement 8 et 9. Ce raccordement par vissage produit un rapprochement des extrémités en vis-à-vis des canalisations 1 et 2 et une compression du joint d'étanchéité en élastomère 5.The connection of pipes 1 and 2 to which connection pieces 8 and 9 have been fixed is carried out in the usual way by placing these pipes in the extension
One of the other and by performing the screwing of the connecting sleeve 7 on the corresponding threaded parts of the connection pieces 8 and 9. This connection by screwing produces a bringing together of the ends opposite the pipes 1 and 2 and compression of the elastomer seal 5.
Le procédé suivant L'invention permet donc d'assurer une fixation efficace par frettage d'une pièce de raccordement sur une partie d'extrémité d'une canalisation. De plus, cette fixation peut être réalisée au cours d'une opération de renforcement par enroulement d'une bande en matière thermoplastique sur la canalisation. The method according to the invention therefore makes it possible to ensure effective fixing by hooping of a connecting piece on an end part of a pipe. In addition, this fixing can be carried out during a reinforcement operation by winding a strip of thermoplastic material on the pipe.
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. The invention is not limited to the embodiment which has been described.
C'est ainsi que Les canalisations 1 et 2 peuvent être constituées par des éléments différents de tubes en matière thermoplastique obtenus par pultrusion et renforcés par des fibres. This is how Lines 1 and 2 can be made up of different elements of thermoplastic tubes obtained by pultrusion and reinforced with fibers.
Les tubes 1 et 2 constituant Les canalisations peuvent être constituées par tout tube en matière plastique ou même par des tubes en matériau métallique tels qu'utilisés dans le domaine de l'exploitation pétrolière.The tubes 1 and 2 constituting The pipes can be constituted by any plastic tube or even by tubes of metallic material as used in the field of petroleum exploitation.
Les pièces de raccordement peuvent être constituées non seulement par des manchons filetés tronconiques ou éventuellement cylindriques, mais encore par des pièces de raccordement du type à baionnette assurant le raccord rapide de deux éléments de canalisation. The connecting pieces can be formed not only by frustoconical or possibly cylindrical threaded sleeves, but also by connecting pieces of the bayonet type ensuring the rapid connection of two pipe elements.
Les pièces de raccordement telles que 8 et 9 peuvent être réalisées en une matière quelconque non métallique ayant des propriétés mécaniques satisfaisantes. The connecting pieces such as 8 and 9 can be made of any non-metallic material having satisfactory mechanical properties.
L'élément profilé 12 enroulé sous tension sur la surface extérieure de la partie de fixation de la pièce de raccordement peut être constitué non seulement par un ruban en matière thermoplastique renforcé par des fibres synthétiques, mais encore par tout élément profilé de forme allongée en une matière flexible dont Les caractéristiques mécaniques sont suffisantes pour supporter les tensions nécessaires pour effectuer un frettage efficace de la pièce de raccordement sur La canalisation. The profiled element 12 wound under tension on the external surface of the fixing part of the connection piece can consist not only of a strip of thermoplastic material reinforced with synthetic fibers, but also of any profiled element of elongated shape in one flexible material, the mechanical characteristics of which are sufficient to withstand the tensions necessary to effect effective hooping of the connecting piece on the pipeline.
Dans le cas où la canalisation elle-même est renforcée par enroulement sur sa surface externe d'un éLément profilé en matière flexible, il peut être souhaitable que cette matière flexible présente une limite élastique supérieure à celle du matériau constituant la canalisation, par exemple le tube pultrudé renforcé par des fibres en matière synthétique. In the case where the pipe itself is reinforced by winding on its external surface with a profiled element of flexible material, it may be desirable for this flexible material to have an elastic limit greater than that of the material constituting the pipeline, for example the pultruded tube reinforced with synthetic fibers.
Il est à remarquer que le frettage de la virole 8c constituant la partie d'extrémité et de fixation de la pièce de raccordement 8 sur la canalisation 1 contribue au renforcement de cette canalisation dans sa partie d'extrémité. It should be noted that the hooping of the ferrule 8c constituting the end part and of fixing the connection piece 8 on the pipe 1 contributes to the reinforcement of this pipe in its end part.
Enfin, le procédé de fixation suivant L'invention et le raccord de canalisation obtenu par ce procédé pourront être utilisés non seulement dans le cadre de l'industrie pétrolière, mais encore dans d'autres branches de l'industrie utilisant des canalisations pour le transport de fluide sous pression. Finally, the fixing method according to the invention and the pipe connector obtained by this process can be used not only in the petroleum industry, but also in other branches of industry using pipes for transport. pressurized fluid.
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Also Published As
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