[0001] La présente invention a pour objet un raccord rapide en particulier pour les éléments
d'un tube prolongateur pour le forage pétrolier en mer.
[0002] Le forage des puits de pétrole et de gaz dans le fond marin au large des côtes est
effectué à partir de plates-formes fixes ou flottantes ou de batiments flottants.
Pour effectuer ces opérations, il est nécessaire de relier le plancher de forage situé
en surface avec le fond de la mer par un tube prolongateur fréquemment appelé "riser".
Ce tube constitué de nombreux éléments assemblés bout à bout sert principalement à
canaliser les boues de forage et guider les tiges de forage.
[0003] Pour la liaison de ces éléments, on utilise notamment des raccords du type à baïonnette
comportant un anneau de verrouillage disposé à l'extérieur des éléments à raccorder
du tube prolongateur.
[0004] L'invention propose donc un raccord rapide comprenant un élément tubulaire femelle
et un élément tubulaire mâle s'emboitant l'un dans l'autre, un anneau de verrouillage
muni d'une couronne de tenons qui coopère avec une couronne de tenons prévue sur l'un
des éléments tubulaires et des organes pour exercer dans la direction axiale une précontrainte
de serrage entre les deux éléments tubulaires et l'anneau de verrouillage, ce raccord
étant caractérisé en ce que l'élément tubulaire femelle et l'élément tubulaire mâle
ménagent entre eux une gorge annulaire ouverte à sa partie supérieure et limitée à
sa partie inférieure par une portée axiale réalisée sur le pourtour de l'un des éléments
tubulaires, ladite gorge ayant une dimension suffisante pour permettre l'introduction
de l'anneau de verrouillage.
[0005] L'invention sera explicitée de façon purement indicative au cours de la description
qui va suivre, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe verticale du raccord conforme à l'invention, dans
sa position de déverrouillage ;
- la figure 2 est une vue en coupe verticale du raccord dans sa position verrouillée.
[0006] Sur les figures montrant un exemple de raccord rapide selon l'invention pour un tube
prolongateur utilisé dans le forage pétrolier en mer, on a représenté la partie inférieure
1 et la partie supérieure 2 du tube prolongateur, sur lesquelles sont raccordés, par
tout moyen approprié, par exemple par soudure, les deux éléments tubulaires (3, 4)
du raccord.
[0007] Ces deux éléments tubulaires (3, 4) s'emboitent l'un dans l'autre, cet emboitement
étant limité par un épaulement 5 prévu à l'intérieur de l'élément femelle 3 et l'étanchéité
assurée par des joints 6.
[0008] Les éléments tubulaires (3, 4) comportent des brides (7, 8) pour la fixation à la
partie inférieure et à la partie supérieure du tube prolongateur, des lignes périphériques
9 qui équipent de façon tout à fait classique lesdits tubes.
[0009] L'élément tubulaire femelle 3 et l'élément tubulaire mâle 4, s'em- boitant l'un dans
l'autre, ménagent entre eux une gorge annulaire 10 qui est limitée à sa partie inférieure
par une portée axiale 11 prévue sur le pourtour extérieur de l'élément mâle 4. L'élément
tubulaire femelle 3 comporte intérieurement une couronne de tenons 12. Dans la gorge
annulaire 10 est introduit un anneau de verrouillage 13 muni à sa partie inférieure
et extérieurement d'une couronne de tenons 14. La face supérieure de l'anneau de verrouillage
13 comporte des dentures 15 coopérant avec des dentures prévues au-dessous d'une bague
16 qui entoure l'élément tubulaire mâle 4 et qui est en appui sur le rebord de l'élément
femelle 3.
[0010] Le raccord comporte également des organes 2, désignés par la référence 20, uniformément
répartis autour de l'élément tubulaire mâle 4 et assurant le blocage dudit raccord
en position verrouillée.
[0011] Chaque organe de blocage 20 est constitué par une vis 21 montée libre en rotation
sur une semelle 22 fixée au-dessous de la bride 7. La semelle 22 comporte un pan incliné
23 et la vis 21 entraine en translation une cale biaise 24 qui glisse entre le pan
incliné et la bague 16.
[0012] Le montage et le verrouillage du raccord s'effectuent de la manière suivante :
L'élément tubulaire mâle 4, sur lequel ont déjà été placé l'anneau 13 et la bague
16, est emboité dans l'élément tubulaire femelle 3, jusqu'en appui sur l'épaulement
5 (figure 1). Les tenons 14 de l'anneau 13 passent entre les tenons 12 de l'élément
tubulaire femelle 3. L'anneau 13 repose sur la portée axiale 11 et le jeu entre les
tenons (12, 14) est suffisant pour permettre à l'anneau 13 de tourner librement dans
la gorge annulaire 10.
[0013] Ensuite, on tourne la bague 16 d'une fraction de tour pour entrai- ner en rotation,
par l'intermédiaire des dents 15, l'anneau 13 de telle manière que les tenons 14 viennent
se positionner au-dessous des tenons 12. Les organes de blocage 20, étant toujours
en place, on tourne successivement les vis 21 entrainant en translation les cales
biaises 24 dans le sens indiqué par la flèche 30 sur la figure 2. Cette translation
applique, par l'effet de coin des cales biaises 24, d'une part une poussée axiale
dirigée vers le bas sur l'élément tubulaire femelle 3 par l'intermédiaire de la bague
16 et d'autre part une poussée axiale dirigée vers le haut sur l'élément tubulaire
mâle 4 par l'intermédiaire des semelles 22 et de la bride 7.
[0014] L'anneau 13 se trouve coincé dans la gorge 10 entre les deux éléments tubulaires
(3, 4) et immobilisé dans cette position de verrouillage par les couronnes de tenons
(12, 14). Le verrouillage du raccord est donc réalisé.
[0015] Le déblocage s'effectuera en desserrant les cales biaises 24 et le désaccouplement
par rotation d'une fraction d
p tour de l'anneau 13.
[0016] Cette disposition permet un minimum d'opérations d'usinage des différents éléments
et forme un ensemble compact dans lequel l'anneau tournant de verrouillage est bien
protégé entre deux pièces massives, ce qui permet de diminuer les dimensions de l'anneau
et par conséquent l'encombrement du raccord, tout en permettant un accès facile aux
joints d'étanchéité. Par ailleurs, elle permet également une bonne répartition de
la charge autour de la circonférence des éléments tubulaires, et de contrôler très
facilement les zones à forte contrainte.
[0017] Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation
qui vient d'être décrit notamment en ce qui concerne les organes pour assurer une
précontrainte de serrage, sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.
1. Raccord rapide, en particulier pour les éléments d'un tube prolongateur utilisé
pour le forage pétrolier en mer, comprenant un élément tubulaire femelle et un élément
tubulaire mâle s'emboitant l'un dans l'autre, un anneau de verrouillage muni d'une
couronne de tenons qui coopère avec une couronne de tenons prévue sur l'un des éléments
tubulaires et des organes pour exercer dans la direction axiale une précontrainte
de serrage entre les deux éléments tubulaires et l'anneau de verrouillage, caractérisé
par le fait que l'élément tubulaire femelle (3) et l'élément tubulaire mâle (4) ménagent
entre eux une gorge annulaire (10) ouverte à sa partie supérieure et limitée à sa
partie inférieure par une portée axiale (11) réalisée sur le pourtour de l'un des
éléments tubulaires (3-4), ladite gorge ayant une dimension suffisante pour permettre
l'introduction de l'anneau de verrouillage (13).
2. Raccord rapide selon la revendication 1,
caractérisé par le fait que la couronne de tenons (14) de l'anneau (13) est prévue
à la partie inférieure et extérieurement audit anneau, et la couronne de tenons (12)
de l'un des éléments tubulaires (3-4) est prévue à la partie supérieure et intérieurement
à l'élément tubulaire femelle (3).
3. Raccord rapide selon la revendication 1,
caractérisé par le fait que la face supérieure de l'anneau de verrouillage (13) comporte
des dentures (15) coopérant avec des dentures réalisées sur une bague (16) pour l'entrainement
en rotation dudit anneau.
4. Raccord rapide selon la revendication 3,
caractérisé par le fait que la bague (16) est en appui sur l'élément tubulaire femelle
(3).
5. Raccord rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé par le fait que les organes (20) exerçant la précontrainte de serrage
sont chacun constitués par une cale biaise (24) qui se déplace entre deux surfaces
d'appui en regard, respectivement associées à l'élément femelle (3) par l'intermédiaire
de la bague (16) et à l'élément mâle (4) par l'intermédiaire d'une semelle (22) comportant
un pan incliné (23).