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~ 'invention se rapporte ~ un appareil de contrôle du ca-
libre de la surface interne et de l'étanehéité d'un tube~ notam-
ment au cours de son immersion, l'appareil comportant un disposi-
ti~ capable d~assurer l'obturation automatique du tube en cas
d'accident.
Pour immerger un tube destiné par exemple à relier vne
tate de puits pétrolier sous-marin à une station distributrice
terrestre ou marine, o~ construit généralement ce tube à bord
d'une barge de poseen soudant progressivement des tronçons de tu-
; 10 be les uns aux autres et en les descendant au ~ond de la mer en seservant de rampes pour soutenir le tube entre son extrémité libre
immergée et la barge.
Il arrive que malgré le pro~il particulier des rampes,
le tube immergé se trouve en porte-~-faux et se déforme. Cette
dé~ormation peut etre locale ou se propager le long du tube déjà
posé~ en cas de flambement. ~a dé~ormation peut aussi entra~ne-r
une déchirure du tube et la pénétration de l'eau de mer dans
celui-ci.
~ es accidents nécessitent ~'arr8t immédiat de l'immer-
sion, la poursuite de l!opération ne pouvant reprendre qu'aprèsla remontée de la partie déformée ou détruite parla déchirure et
substitution d'un ou plusieurs tronçons.
On ¢onnait bien des d~spositifs racleurs et de oontr81e
du calibre intérieur d'un tube~ mais ces dispositifs ne suffisent
pas à eux seuls à éviter automatiquement la pénétration de l'eau
dans tout le tube en cas de déchirure.
Ces appareils sont capables de détecter les défauts
géométriques du tube dans lequel on les déplace mais ne permettent
que l'émission d'un signal entra~nant une intervention extérieure
a posteriori mais non immédiate des appareils eux-mames.
~ 'objet de la présente invention est un appareil de con-
I` ` .
.
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trole du calibre et dlobturation automatique d'un tube, caractéri-
sé en ce qu'il comporte des moyens de blocage dudit appareil sur
le tube et d'obturation du tube dans sa partie intacte, ces moyens
étant mis en oeuvre aussi bien par un moyen répondant à la pres-
sion de l'eau a~ant pénétré accidentellement dans le tube que par
~ un détecteur d'écart de calibrage du tube lorsque cet écart est
¦ supérieur à une valeur prédéterminée.
~ Un autre object de l!invention est un appareil de ce
! type dont lesdits moyens de blocage et d'étanchéité comportent
10. une structure externe circulaire et reposent sur une structure
7 dtappui du bati symétrique par rapport à l'axe de l'appareil de
telle sorte qu'en cas de détection d'un écart du calibre du tube
supérieur à une valeur donnée, lesdits moyens de blocage et d.!é-
tanch~ité prennent appui sur la paroi interne du tube et le b~ti,
ce dernier et lesdits moyens servant d'armature au tube après dé-
clenchement du blocage automatique de l'appareil.
Un tel appareil présente l'avantage d'empacner le
~lambement du tube au point où l.'écart de calibrage a été détecté
et d'éviter sa propagation.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention
apparaitront dans la description détaillée suivante ~aite en ré~é-
rence au dessin annexé qui représente, à titre d'exemple~ un mode
de réalisation de l'appareil et l'une de ses variantes.
Sur le dessin:
la ~igure 1 est une représentation schématique de l'im-
. mersion d'un tube,
la figure 2 la vue schématique en coupe de l!appareil
montrant les moyens de blocage et d'étanchëité dans leurs positions
verrouillées et non verrouillées,
la ~igure 3 la vue en coupe de l'appareil en position
verrouillée selon la ligne III-III figure 2
. ~ ,
. ` 10324~Z
. . .
la figure 4 la vue agrandie de la partie centrale avant
de l.'appareil, et
la ~igure 5 la vue latérale et partiellement en coupe
d'une variante de l'appareil.
Afin de faciliter l'exposé, on se reportera figure 1
o~ l'on a illustré l'opératio~ de.construction et d'immersion du
tube ~ à l!aide de la barge de pose B. Celle-ci comporte tous les
dispositi~s de manutention et les postes de soudure nécessaire~ à
la construction du tube ~ par simple soudure d'éléments de t~bes.
Une rampe R, de pro~il approprie, donne.au tube ~ une inclinaison
permettant sa pose sur le fond de l'eau ~ sans dé~onmation perma-
nente. ~!appareil objet de l!invention est dispos~ en A légarement
en aval dé l'endroit où le tube cesse de reposer sur le Yond. Au
cours de l'opération de pose, la barge ~ se déplace en libérant
une nouvelie portion du tube ~ tandis que l'appareil se déplace
~ L'.~ntérieur du tube BOUS l'.effet de la traction exercée par
. .
l.'~intermédiaire du câble 8. Un système d'attache et un treuil~
non représentés, permettent dlexercer la traction désirée sur
l'appareil qui en position normale se trouve légèrement en aval
de l'endroit où le tube touche le fond ~. ~es dispositifs dé
contr81e de la traction pouvant etre quelconques et ne faisant pas
partie de l'invention~ n'ont pas été repr~sentés.
~ e c~ble 8~ figure 2~ est fixé à un émerillon 5 Afin
d'éviter les écarts trop violents de tension du câble, l'émerlllon
transmet l!e~ort gu'il reçoit du câble 8 à la barre d'entra~nement
26 de l'appareil par l!intermédiaire d'un ressort 6. A cet ef~et,
,- le ressort 6 est logé entre l'extré~ité 26a de la barre 26 et la
base 5a de l'émerillon. Une tate 4 entourant l!extr~mité de la
barre 26 complète l'assemblage. ~a barre 26 traverse la paroi
?9a d'une chemise 29 du b~ti 1 servant de surface d'appui à un
Joint de compression 11. ~a barre 26 est solidaire du bâti 1
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. ~ .
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auquel elle peut atre soudée.
Un joint à lèvre 12 solidaire de la pièce mobile 2 sus-
ceptible de se déplacer sur la partie c~l mdrique 29b de la che-
mise 29, porte des lames métalliques 18 capables de se déplacer
radialement sous l'effet des variations du calibre du tube ~.
Elles sollici~ent leaoint ~ lèvre 12 vers l'intérieur du tube tout
en restant appliquées contre la paroi du tube et protègent le
joint. Une plaque conductrice 30 est montée sur la partie bombée
de la pièce mobile 2 située à l'avant de l'.appareil coté a~ont, de
1 10 façon que la distance entre le bord de cette plaque et l'extrémi~é
des lames 18 soit éga~e à une valeur déterminée correspondant ~
une dé~ormation prédé~e~minée du tube ~. ~a plaque 30 est reliée
électriquement au fil de connexion 21a~ et les lames 18 au fil
21b Ces ~ils sont connectés.au dispositi~ de commande de llélec-
tro-vanne 21 alimentée en courant par la batterie électrique 20.
~'électro-vanne contr81e l'alimentation d'un vérin 25 solidaire du
b~ti 1 et se trouve en conséquence reliée d'une part au conduit 25a
déb~uchant dans le cylindre du vérin 25 et, d'autre part~ au con-
duit 22a provenant du detendeur 22 alimenté en air comprimé par
la bouteille 23 ~e piston 25b du vérin 25 coopère a~ec la butée
. 9 retenant le verrou 10 du moyen de blocage 7 sous l'ef~et des
ressorts 24.
Dans l'exemple représent~ ~igure 3~ le verrou 10 est en
~ait composé de trois pieces identiques~ articulées sur les axes
10c fixés sur les supports la attenant au b~ti 1, de telle sorte
que lorsque la plaque de butée 9 appuie sur les talons 10a, l'ex-
. tr~nité 10b retient le moyen de blocage 7 Celui-ci est composé de
¦ trois pièces 7b portant à leur périphérie cylindrique des grif~es
:~ ~t de trois pièces similaires 7a de façon à répartir le plus uni- 30 formément possible les ef~orts de blocage sur la partie interne
du tube ~. ~'e~ort de retenue des verrous 10 est transmis aux
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.
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pi~ces 7a par le décrochemen~ 7c de l'extrémité des piaces 7b
(~igures 3 et 5).
Des tiges pro~ilées 32 à section en ~ et solidaires du
b~ti 1 servent de guides aux pièces de blocage 7a et 7b, chacune
d'elles comportant une rainure latérale coopérant avec une aile
du pro~ilé 32, Des ressorts14 sollicitent lespièces de blocage 7a
et 7b contre les pièces de verrouillage 10.
~ a plaque de butée 9, sollicitée par les ressorts 24,
est reliée à des tiges 17 coulissant à travers des ouvertures 1b
du bâti 1 et 29c de la paroi 29a. Ces tiges entrent en con~act
avec la surface bombée de la pièce mobile 2. Cette dernière pos-
sède en son centre un passage cylindrique 2a~ plus visible ~igu-
re 4, pour permettre le passage de l'air lorsque l'appareil se
déplace dans le tube ~. ~'.extrémité du passage est complétée par
une buse 13 se trouvant en regard d!un joint,d'étanchéité 16 sup-
porté par un siège 34 coulissant sur la barre,26. ~e joint 16
possède une rainure latérale circulaire servant de logement à la
buse 13 lorsque la pièce mobile 2 est repoussée vers l'aval sous
l'action de la pression d,'eau par exemple. Un ressort 31 permet
, 20 d'amortir le choc de la buse contre le joint 16 lors de sa pénétra-
tion dans son logement jusqu'à l.'achè~ement de la course de la
pièce mobile 2.
, Des galets 15 monté~ chacun sur un support artioulé 15a
#ollicité par un ressort 28 permettent le libre déplacement de
l'appareil dans le tube~ les lames 18 n!.exerçant qu'un ~rottement
tx~s l~ger et n'ayant d'autre but que de sui~re le profil du tube.
Un des galets permet en outre d'.entra~ner un compteur rotati~ 19
destiné ~ mesurer le mouvement de recul de~l!appareil en cas de
rupture du c~ble 8 par exemple.
Supposons qu'au cours de la translation de llappareil
3 par rapport au tube T ies lames 18 détectent une variation du cali- . - ~.
.~ _ 5 _
,
~ . , i., ~ . . .
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bre du tube T résul~ant par exemple d~une pliure et que la défox-
mation soit sv~fisante pour entra~ner le contact du bord. de la pla-
que 30 et de la lame 18. Dans ce cas, le dispositi~ d-e commande
de l'électro-vanne est excité par les fils de connexion 21a et 21b~
de sorte que le pis~on 25b se déplace vers llarrière de l'appareil
repoussant la plaque de butée 9 en comprimant les ressorts 24
~es verrous 10, ainsi libérés, permettent aux pièces de blocage 7
de glisser sur une partie du bâti 1 non parallèle aux surfaces
périphériques des pièces de blocage 7a et 7b, sous l'action des
ressorts 14 prenant appui sur la plaque annulaire 3 du bati 1 pour
prendre la position représentée à la partie inférieure de la
figure 2. En raison de la traction exercée sur le câble 8, llappa-
reil continue d!.avancer jusqu~ ce que la partie annulaire de la
pièce mobile 2 se bloque contre la.déformation du tube. ~es res-
sorts 27 et le joint 11 se compriment jusqu~à ce que le dispositif
limiteur de la tension exercée sur le cable rel~che cette tension -
par exe~ple au moyen d'un touret à tension limitée se~ant à l'en-
roulement du câble~ A titre d.~.exemple~ les ressorts 27 peuvent ê-
tre tarés à 30.000 ~ et le touret à 50.000 ~ Dès que la tension
sur le c~ble est relâchée,.les ressorts 27 s~appuyant sur le joint
comprimé 11 fixe par rapport au tube, se détendent légèrement
~ entra~nant l~ançrage définitif des grif~es du mogen de blocage 7,
On remarquera encore que le b~ti et le moyen de blocage assurent
alors une résistance suf~isante pour s~opposer à toute propagation
du flambement.
Si une ~issure entra~ne l!accumulation de l!.eau sur la
pièce mob~le 2 sans qu~.une déformation ait été idétectée~ llappareil
peut encore se bloquer contre le tube sous l'effet de la surpres-
sion due à l~eau S~exerçant sur le fond bombé de la pièce mobile
en raison du joint à l~vre 12 et de llintroduction de la buse 13
dans la rainure du joint 16. ~a pièce 2 repousse les tiges coulis-
santes 17 en co~primant les ressorts 24 comme indiqué ci-dessus
- 6 -
.
, . .. . . , .. , ., .. . . . . ,
- ,
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iusqul~ la libération complète des verrous 10 et entra~ne la com-
pression des ressorts 27 et du joint 11.
En cas de cisaillement intempesti~ du câble 8, l'appa-
reil peut reculer sous la pression de l~eau jusqu~à ce que le
comptevr rotatif 19 entra~né seulement par un mouvement de recul
déclenche la commande automa~ique de l!électro-vanne 21 entra~nant
la libération des verrous 10 et par conséquent la projection des
pièces de blocage 7 contre la sur~ace interne du tube ~ et l!an-
crage immédiat.
On a représenté ~igure 5 une vue latérale de l'appareil
mais après avoir ajouté à l!extrémité arrière du bâti une plaque ~7
laquelle on a ~ixé une coupelle 35 retenue par un ~ond 36. Dans
cette version, on peut utiliser l!appareil non seulement comme
vient de l~exposer mais encore sans câble à l~intérieur d'une con-
duite en exploitation, le déplacement de llappareil étant assuré
¦ par la simple di~érence des pressions exercées par les fluides en
contact. Ainsi~ lorsque le ~luide moteur agissant sur la coupelle
déplace l~appareil, celui-ci peut encore assurer les mêmes ~onctions
que précédemment et slancrer automatiquement, par exemple lors de
la détection de dép8ts abondants xéduisant le diamètre interne du
tube.
Il va de soi que de nombreu~es modi~ications de détail
peuvent etre apportées à l~appareil sans sortir du cadre de la
présente invention. Clest ainsi par cxemple que les ressorts
27 pourraient atre comprimés entre la partie annulaire de la pièce
mobile 2 et une partie annulaire en regard du bâti 1 tandis que le
joint 11 pourrait 8etre comprimé entre une partie annulaire du
¦ b~ti 1 et les pièces de blocà,~,e 7 lorsque celles-ci sont projetées
par leur ressort 14.
3o On pourrait aussi se sexvir des tiges 17 comme barres
d~entra~nement en les ~ixant au bâti 1 et en les reliant au câble
l ' ' .
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1, ' , ' .
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8 en leur ~aisant traverser la partie bombée de la pièce mobile 2,
~a tige centrale 26 pourrait alors servir à pousser la butée 9 :~:
en lui faisant traverser le bâti.l et en llassujettisant à la
pièce mobile 2.
Cette substitution n~est donnée que pour indiquer les
très nombreuses formes de réalisation de la présente invention
puisque l'on pourrait encore entra~ner par le c~ble 8 la partie
mobile 2~ l'arrat de l'appareil s!e~fectuant encore par la pression ~
exercée par une venue d~.eau accidéntelle ou par une diminution ;
du calibre du tube. ~a compression du ressort 27 pourrait s~e~ec-
tuer comme dans l'exemple précédent indépendamment de la compres-
~ion du joint d~étanchéité 11~ le ressort 27 s,~appuyant caté aval
sur une partie de la pièce ~obile 2 et caté amont sur une partie
du bâti 1 située en amont. C.~,est donc le bati qui portffrait
le ~oint ~ lèvre et qui s!arr~eterait saas la pression de l!eau ou
en raison d~un calibre étroit, provoquant de la sorte une variation ;
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~: ~ de distance entre bâti et pièce mobile servant a, déclencher la li-
, bération du dispositii d~ancrage par déplacement de la butée de
retenue 9~ comme on lla déjà exposé précédemment,
. ' -.
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